JP2021050551A - Work machine - Google Patents

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JP2021050551A
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俊榮 盧
Joonyoung Roh
俊榮 盧
坂本　博史
Hiroshi Sakamoto
博史 坂本
哲司 中村
Tetsuji Nakamura
哲司 中村
陽平 鳥山
Yohei Toriyama
陽平 鳥山
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Abstract

To provide a work machine capable of easily discriminating between a loading work and a taking-out work and correctly measuring a loading amount without requiring excess operation for measuring a load taken-out from a transportation machine.SOLUTION: A controller mounted on a hydraulic shovel calculates an excavation height that is a relative height of a bucket and a surface shape, based on an output value of a posture sensor at a time when determining that the bucket performs a transportation work and the surface shape stored in a storage device, when determining that the bucket performs an excavation work. When the excavation height is equal to or lower than a first threshold value H1, the calculated load of an object to be transported is added to a load amount. When the excavation height is over the first threshold value H1, the calculated load of the object to be transported is subtracted from the load amount.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、特に運搬作業中に運搬対象物の荷重を計測する作業機械に関する。 The present invention particularly relates to a work machine that measures the load of a material to be transported during a transportation operation.

土木施工現場や、リサイクル資源処理現場、鉱山現場等では、油圧ショベルに代表される作業機械を用いて、運搬対象物（作業対象物や荷とも称する）をダンプトラックに代表される運搬機械へ積込む作業が行われている。このような作業において、管理者は出来高の管理や鉱物の生産量の管理を行うために、作業機械が運搬機械へ積込んだ運搬対象物の荷重の積算値（積込量）を計測する必要がある。運搬機械への積込量を計測する方法として、作業機械の作業装置で運搬した運搬対象物の荷重を作業機械側で計測しながら運搬機械へ積み込み、計測した荷重を積算することによって運搬機械に積載した積込量を演算する方法が知られている。 At civil engineering construction sites, recycling resource processing sites, mining sites, etc., work machines such as hydraulic excavators are used to load transport objects (also called work objects or loads) onto transport machines such as dump trucks. Work is being done. In such work, the manager needs to measure the integrated value (loading amount) of the load of the transportation object loaded on the transportation machine by the work machine in order to manage the volume and the production amount of minerals. There is. As a method of measuring the load on the transport machine, the load of the object to be transported transported by the work equipment of the work machine is measured on the work machine side and loaded on the transport machine, and the measured load is integrated into the transport machine. A method of calculating the loaded load amount is known.

ところで、オペレータの経験不足等によって運搬機械に荷を積載する際に目標積載量（目標積込量）より過剰に積載してしまうことがある。その場合は、運搬機械から荷を取り出して作業現場に戻すこととなる。積込量を正しく計測し生産量を管理するためには、積込み作業と取出し作業とを区別し、取り出し作業で運搬機械から取り出した荷重を積込量から減算する必要がある。 By the way, when the load is loaded on the transport machine due to lack of experience of the operator or the like, the load may be excessively loaded more than the target load amount (target load amount). In that case, the load is taken out from the transport machine and returned to the work site. In order to correctly measure the loading amount and manage the production amount, it is necessary to distinguish between the loading work and the taking-out work, and subtract the load taken out from the transport machine in the taking-out work from the loading amount.

積込量を計測する方法として特許文献１には、ダンプトラックの荷台の位置を基準とした放出範囲（放土範囲）をバケットの作業可能範囲に設定し、油圧ショベルが旋回してバケットが放出範囲に入る荷重と放出範囲から出る荷重の差分を積算して積込量を演算する作業量モニタ装置が開示されている。放出範囲から出る荷重が放出範囲に入る荷重より大きい場合には、２つの荷重の差分は負の値となり、その負の値を積算すると積込量が取り出した荷重の分だけ低減されることとなる。 As a method of measuring the load amount, Patent Document 1 sets a release range (soil release range) based on the position of the dump truck bed as a workable range of the bucket, and the hydraulic excavator turns to release the bucket. A work amount monitoring device that calculates the loading amount by integrating the difference between the load that enters the range and the load that exits the discharge range is disclosed. If the load coming out of the release range is larger than the load entering the release range, the difference between the two loads will be a negative value, and if the negative values are integrated, the load amount will be reduced by the amount of the taken out load. Become.

特開２００２−２８５５８９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-285589

特許文献１の作業量モニタ装置では、ダンプトラックから取り出した荷重を積込量から減算することは可能であるが、その取り出した荷重を計測するためには、旋回してバケットを放出範囲の枠外に一旦出す必要があり、取り出した荷重の演算に時間を要してしまう。 In the work amount monitoring device of Patent Document 1, it is possible to subtract the load taken out from the dump truck from the loading amount, but in order to measure the taken out load, the bucket is swiveled out of the frame of the discharge range. It is necessary to put it out once, and it takes time to calculate the taken out load.

本発明では、運搬機械から取り出した荷重の計測のための余分な動作を要さずに、積込み作業と取り出し作業を容易に区別し、積込量を正確に計測できる作業機械の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a work machine capable of easily distinguishing between loading work and taking-out work and accurately measuring the loading amount without requiring an extra operation for measuring the load taken out from the transport machine. To do.

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の関節と先端に作業具を有する作業装置と、前記作業装置に作用する負荷を検出する負荷センサと、前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、前記負荷センサと前記姿勢センサとの出力値に基づき前記作業装置により行われている作業を判定し、前記作業装置による運搬作業が行われていることを判定した場合には、前記負荷センサと前記姿勢センサとの出力値に基づき前記作業装置により運搬されている運搬対象物の荷重を演算し、前記作業装置による運搬作業が終了したことを判定した場合には、演算した前記運搬対象物の荷重を積算して運搬機械への積込量を演算するコントローラと、前記コントローラで演算された前記運搬対象物の荷重と、前記コントローラで演算された前記運搬機械への積込量とを出力する出力装置と、備えた作業機械において、
前記コントローラは、前記作業装置により掘削作業が行われていると判定した場合には、前記作業装置による運搬作業が行われていることを判定した場合の前記姿勢センサの出力値と、記憶装置内に記憶された前記運搬対象物の表面形状とに基づいて、前記作業装置と前記表面形状との相対高さである掘削高さを演算し、前記掘削高さが所定の第１閾値Ｈ１以下の場合には、演算した前記運搬対象物の荷重を前記積込量に加算し、前記掘削高さが前記第１閾値Ｈ１を超過する場合には、演算した前記運搬対象物の荷重を前記積込量から減算することを特徴とする。 The present application includes a plurality of means for solving the above problems. For example, a work device having a plurality of joints and a work tool at the tip, a load sensor for detecting a load acting on the work device, and a load sensor. The work performed by the work device is determined based on the output values of the attitude sensor that detects the posture of the work device and the load sensor and the attitude sensor, and the transportation work by the work device is performed. Was determined, the load of the object to be transported by the work device was calculated based on the output values of the load sensor and the attitude sensor, and it was determined that the transportation work by the work device was completed. In this case, the calculated load of the transportation object is integrated to calculate the loading amount on the transportation machine, the load of the transportation object calculated by the controller, and the calculation by the controller. In the output device that outputs the load amount to the transport machine and the work machine equipped with it
When the controller determines that the excavation work is being performed by the work device, the output value of the attitude sensor when it is determined that the transportation work is being performed by the work device, and the inside of the storage device. The excavation height, which is the relative height between the working device and the surface shape, is calculated based on the surface shape of the object to be transported stored in the above, and the excavation height is equal to or less than a predetermined first threshold value H1. In that case, the calculated load of the transportation object is added to the loading amount, and when the excavation height exceeds the first threshold value H1, the calculated load of the transportation object is loaded. It is characterized by subtracting from the quantity.

本発明によれば、運搬機械から取り出した荷重の計測のための余分な動作を要さずに、積込み作業と取り出し作業を容易に区別でき、積込量を正確に計測できる。 According to the present invention, the loading operation and the taking-out operation can be easily distinguished and the loading amount can be accurately measured without requiring an extra operation for measuring the load taken out from the transport machine.

作業機械に係る作業現場の全体構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the work site which concerns on a work machine. 第１実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。It is a side view of the hydraulic excavator which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る油圧ショベルの油圧回路の概略図である。It is the schematic of the hydraulic circuit of the hydraulic excavator which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る荷重計測システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the load measurement system which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るコントローラが行う処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process performed by the controller which concerns on 1st Embodiment. 最新の現況表面形状データをサーバ６に格納する方法の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the method of storing the latest current state surface shape data in a server 6. 現況表面形状取得方法の一例を示す図であるIt is a figure which shows an example of the present state surface shape acquisition method. 作業判定部の掘削作業の判定方法を示すグラフである。It is a graph which shows the judgment method of excavation work of a work judgment part. 掘削高さを表す概略図である。It is the schematic which shows the excavation height. 上部旋回体の方位角の演算方法を示す投影図である。It is a projection drawing which shows the calculation method of the azimuth angle of the upper swing body. 掘削高さの演算方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the calculation method of the excavation height. バケット先端の位置座標の演算方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the calculation method of the position coordinate of the bucket tip. 荷重の演算方法を示す側面図である。It is a side view which shows the calculation method of a load. 作業判定部の運搬作業終了の判定方法を示す側面図である。It is a side view which shows the determination method of the transportation work completion of the work determination part. 取り出し量の減算の必要性を表す概略図である。It is the schematic which shows the necessity of subtraction of the extraction amount. 出力装置であるモニタの表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen of the monitor which is an output device. 作業機械が作業を行う作業現場の表面形状を生成する方法の一例である。This is an example of a method of generating a surface shape of a work site where a work machine works. 第２実施形態に係る荷重計測システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the load measurement system which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係るコントローラが行う処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process performed by the controller which concerns on 2nd Embodiment. 出力装置であるモニタの表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen of the monitor which is an output device. 管理者用コンピュータのモニタの表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen of the monitor of an administrator computer. 第３実施形態に係る荷重計測システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the load measurement system which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係るコントローラが行う処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process performed by the controller which concerns on 3rd Embodiment. 現況表面形状データ操作部の現況表面形状更新時期を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the present state surface shape update time of the present state surface shape data operation part. 第１閾値Ｈ１の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 1st threshold value H1.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。以下では、作業機械の荷重計測システムを構成する積込機械として油圧ショベルを、運搬機械としてダンプトラックを利用する場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a case where a hydraulic excavator is used as a loading machine and a dump truck is used as a transport machine to constitute a load measurement system for a work machine will be described.

本発明が対象とする作業機械（積込機械）は、アタッチメント（作業具）としてバケットを有する油圧ショベルに限られず、グラップルやリフティングマグネット等、運搬対象物の保持・解放が可能なものを有する油圧ショベルも含まれる。また、油圧ショベルのような旋回機能の無い作業装置を備えるホイールローダ等にも本発明は適用可能である。 The work machine (loading machine) targeted by the present invention is not limited to a hydraulic excavator having a bucket as an attachment (work tool), but also has a grapple, a lifting magnet, or the like that can hold and release an object to be transported. Excavators are also included. The present invention can also be applied to a wheel loader or the like provided with a working device having no turning function such as a hydraulic excavator.

（第１実施形態）
以下、本実施形態に係る作業機械（油圧ショベル１）の構成の一例について図１乃至図４を用いて説明する。 (First Embodiment)
Hereinafter, an example of the configuration of the work machine (hydraulic excavator 1) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

図１は本発明を適用した油圧ショベルに係る作業現場の全体構成を示す概略図である。作業現場は、掘削対象３を掘削する作業を行う油圧ショベル（作業機械）１と、運搬路面５を走行して油圧ショベル１により掘削された掘削物４を運搬するダンプトラック（運搬機械）２と、作業現場の事務所などに設置され油圧ショベル１と通信を行うサーバ（コンピュータ）６と、油圧ショベル１の位置座標演算（測位演算）に必要な情報を出力する複数の測位衛星（ＧＮＳＳ衛星）７と、油圧ショベル１の位置座標演算に必要な情報（補正情報）を出力する位置座標が既知の基地局８とによって構成されている。また、油圧ショベル１の上部には、油圧ショベル１以外の機械や基地局８と情報を送受信するための通信アンテナ３３と、油圧ショベル１の位置座標演算に必要な衛星信号を測位衛星７から受信するための２つのＧＮＳＳアンテナ３４（３４ａ、３４ｂ）とを備えている。 FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a work site related to a hydraulic excavator to which the present invention is applied. The work site includes a hydraulic excavator (working machine) 1 that excavates the excavation target 3, and a dump truck (transporting machine) 2 that travels on the transport road surface 5 and transports the excavator 4 excavated by the hydraulic excavator 1. , A server (computer) 6 installed in an office at a work site that communicates with the hydraulic excavator 1, and a plurality of positioning satellites (GNSS satellites) that output information necessary for position coordinate calculation (positioning calculation) of the hydraulic excavator 1. 7 and a base station 8 whose position coordinates for outputting information (correction information) necessary for calculating the position coordinates of the hydraulic excavator 1 are known. Further, on the upper part of the hydraulic excavator 1, a communication antenna 33 for transmitting / receiving information to / from a machine other than the hydraulic excavator 1 or a base station 8 and a satellite signal necessary for calculating the position coordinates of the hydraulic excavator 1 are received from the positioning satellite 7. It is equipped with two GNSS antennas 34 (34a, 34b) for the purpose.

一般に油圧ショベル１は、（１）作業対象３を掘削してバケット１５内部に掘削物４を積載する「掘削作業」と、（２）掘削作業の後に上部旋回体１１を旋回して走行面５上のダンプトラック２の荷台上までバケット１５を移動する「運搬作業」と、（３）運搬作業の後にバケット１５をダンプ操作してバケット１５内の掘削物４をダンプトラック２の荷台（ベッセル）に放出する「放出作業」（積込作業ともいう）と、（４）作業対象３の位置へバケット１５を再び移動する「リーチング作業」とからなる４つの作業を繰返し実施し、目標積込量を満たすまでダンプトラック２の荷台へ掘削物（荷）４を積込む。一般に油圧ショベル１に搭載されたコントローラは、バケット１５で掘削した掘削物４の荷重を運搬作業中に計測し、次の放出作業でダンプトラック２へ荷を積込み、計測した荷重を積算することによってダンプトラック２に積載した積込量を演算する。 Generally, the hydraulic excavator 1 includes (1) "excavation work" in which the work target 3 is excavated and the excavated object 4 is loaded inside the bucket 15, and (2) the traveling surface 5 is swiveled by the upper swivel body 11 after the excavation work. "Transportation work" to move the bucket 15 to the top of the dump truck 2 above, and (3) After the transportation work, the bucket 15 is dumped and the excavated material 4 in the bucket 15 is dumped to the dump truck 2 (vessel). Four operations consisting of "release work" (also called loading work) and (4) "reaching work" to move the bucket 15 to the position of the work target 3 again are repeatedly carried out, and the target loading amount is reached. The excavated material (load) 4 is loaded onto the loading platform of the dump truck 2 until the condition is satisfied. Generally, the controller mounted on the hydraulic excavator 1 measures the load of the excavated object 4 excavated by the bucket 15 during the transportation work, loads the load on the dump truck 2 in the next release work, and integrates the measured load. The loading amount loaded on the dump truck 2 is calculated.

ここで、ダンプトラック２に荷を積載する際に、オペレータの経験不足等によって目標積載量より過剰に積載してしまうことがあり、積載量を調整するためにダンプトラック２から荷を取り出し、掘削した場所へ荷を戻す「取り出し作業」が行われることがある。 Here, when loading a load on the dump truck 2, the load may be excessively loaded from the target load capacity due to lack of experience of the operator or the like, and the load is taken out from the dump truck 2 and excavated in order to adjust the load capacity. There may be a "removal work" to return the load to the place where it was done.

図２は本発明の実施形態に係る油圧ショベル１の構成例を示す側面図である。油圧ショベル１は、下部走行体１０と、下部走行体１０の上方に左右方向に旋回可能に設けられた上部旋回体１１と、複数の関節を有し先端にバケット（作業具）を有するフロント作業装置（作業装置）１２と、上部旋回体１１を回動する旋回モータ１９と、オペレータが乗り込みショベルを操作する操作室２０と、操作室２０内に設けられた操作レバー２２と、油圧ショベル１の動作を制御するコントローラ２１によって構成されている。 FIG. 2 is a side view showing a configuration example of the hydraulic excavator 1 according to the embodiment of the present invention. The hydraulic excavator 1 has a lower traveling body 10, an upper rotating body 11 provided above the lower traveling body 10 so as to be able to swivel in the left-right direction, and a front work having a plurality of joints and a bucket (working tool) at the tip. The device (working device) 12, the swivel motor 19 that rotates the upper swivel body 11, the operation chamber 20 in which the operator operates the excavator, the operation lever 22 provided in the operation chamber 20, and the hydraulic excavator 1. It is composed of a controller 21 that controls the operation.

フロント作業装置１２は、上部旋回体１１に回動可能に設けられたブーム１３と、ブーム先端に回動可能に設けられたアーム１４と、アーム先端に回動可能に設けられたバケット１５と、ブーム１３を駆動するブームシリンダ１６と、アーム１４を駆動するアームシリンダ１７と、バケット１５を駆動するバケットシリンダ１８とを備えている。 The front working device 12 includes a boom 13 rotatably provided on the upper swivel body 11, an arm 14 rotatably provided at the tip of the boom, and a bucket 15 rotatably provided at the tip of the arm. It includes a boom cylinder 16 for driving the boom 13, an arm cylinder 17 for driving the arm 14, and a bucket cylinder 18 for driving the bucket 15.

ブーム１３、アーム１４、バケット１５の回動軸にはそれぞれブーム角度センサ２４、アーム角度センサ２５、バケット角度センサ２６が取り付けられており、これらの角度センサ２４、２５、２６によりブーム１３、アーム１４、バケット１５それぞれの回動角度を取得できる。上部旋回体１１には、上部旋回体１１の旋回角速度が取得できる旋回ジャイロスコープ２７と、上部旋回体１１の前後左右方向の傾斜角度が取得できる傾斜センサ２８とが取り付けられている。これら複数のセンサ２４、２５、２６、２７、２８はフロント作業装置１２の姿勢を検出する姿勢センサとして機能する。 A boom angle sensor 24, an arm angle sensor 25, and a bucket angle sensor 26 are attached to the rotation shafts of the boom 13, the arm 14, and the bucket 15, respectively, and the boom 13, arm 14 are attached by these angle sensors 24, 25, and 26, respectively. , The rotation angle of each of the buckets 15 can be acquired. The upper swivel body 11 is provided with a swivel gyroscope 27 capable of acquiring the swivel angular velocity of the upper swivel body 11 and a tilt sensor 28 capable of acquiring the tilt angle of the upper swivel body 11 in the front-rear and left-right directions. These plurality of sensors 24, 25, 26, 27, 28 function as posture sensors for detecting the posture of the front working device 12.

ブームシリンダ１６には、ブームボトム圧センサ２９と、ブームロッド圧センサ３０とが取り付けられており、アームシリンダ１７には、アームボトム圧センサ３１と、アームロッド圧センサ３２とが取り付けられている。これら複数のセンサ２９、３０、３１、３２は、各シリンダ１６、１７内部の圧力を取得することで、フロント作業装置１２に作用する負荷を検出する負荷センサとして機能する。圧力センサ２９、３０、３１、３２の検出値からは各シリンダ１６、１７の推力、すなわちフロント作業装置１２に与えられる駆動力を特定する駆動力情報や、各シリンダ１６、１７の負荷を特定する負荷情報を取得できる。なおバケットシリンダ１８のボトム側とロッド側にも同様の圧力センサを設けてバケットシリンダ１８の駆動力情報や負荷情報を取得することで各種制御に利用しても良い。 A boom bottom pressure sensor 29 and a boom rod pressure sensor 30 are attached to the boom cylinder 16, and an arm bottom pressure sensor 31 and an arm rod pressure sensor 32 are attached to the arm cylinder 17. The plurality of sensors 29, 30, 31, and 32 function as load sensors for detecting the load acting on the front working device 12 by acquiring the pressure inside each of the cylinders 16 and 17. From the detected values of the pressure sensors 29, 30, 31, and 32, the thrust of the cylinders 16 and 17, that is, the driving force information for specifying the driving force given to the front working device 12, and the load of the cylinders 16 and 17 are specified. Load information can be acquired. Similar pressure sensors may be provided on the bottom side and the rod side of the bucket cylinder 18 to acquire driving force information and load information of the bucket cylinder 18 for various controls.

操作室２０の内部には油圧ショベル１の車体情報をはじめとする各種情報を出力する出力装置としてのモニタ（出力装置）２３が備え付けられている。モニタ２３には、コントローラ２１で演算されたバケット１５内の掘削物（運搬対象物）４の荷重や、コントローラ２１で演算されたダンプトラック２への積込量が表示される。 Inside the operation room 20, a monitor (output device) 23 as an output device for outputting various information including the vehicle body information of the hydraulic excavator 1 is provided. The monitor 23 displays the load of the excavated object (transportation object) 4 in the bucket 15 calculated by the controller 21 and the load amount into the dump truck 2 calculated by the controller 21.

図３は本実施形態に係る油圧ショベル１の油圧回路の概略図である。ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８、及び旋回モータ１９は、メインポンプ３９から吐出される作動油によって駆動される。各油圧アクチュエータ１６−１９へ供給される作動油の流量及び流通方向は、操作レバー２２ａ、２２ｂの操作方向及び操作量に応じてコントローラ２１から出力される駆動信号によって動作するコントロールバルブ３５、３６、３７、３８によって制御される。 FIG. 3 is a schematic view of the hydraulic circuit of the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment. The boom cylinder 16, arm cylinder 17, bucket cylinder 18, and swivel motor 19 are driven by hydraulic oil discharged from the main pump 39. The flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied to each of the hydraulic actuators 16-19 are controlled valves 35, 36, which are operated by a drive signal output from the controller 21 according to the operation direction and the operation amount of the operation levers 22a and 22b. It is controlled by 37 and 38.

操作レバー２２ａ、２２ｂは、その操作方向及び操作量に応じた操作信号を生成してコントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、操作信号に対応した駆動信号（電気信号）を生成して、これを電磁比例弁であるコントロールバルブ３５−３８に出力することで、コントロールバルブ３５−３８を動作させる。 The operation levers 22a and 22b generate an operation signal according to the operation direction and the operation amount and output the operation signal to the controller 21. The controller 21 operates the control valve 35-38 by generating a drive signal (electric signal) corresponding to the operation signal and outputting the drive signal (electric signal) to the control valve 35-38 which is an electromagnetic proportional valve.

操作レバー２２ａ、２２ｂの操作方向は油圧アクチュエータ１６−１９の動作方向を規定する。ブームシリンダ１６を制御するコントロールバルブ３５のスプールは、操作レバー２２ａが前方向に操作されると図２中の左側に移動してブームシリンダ１６のボトム側に作動油を供給し、操作レバー２２ａが後方向に操作されると同右側に移動してブームシリンダ１６のロッド側に作動油を供給する。アームシリンダ１７を制御するコントロールバルブ３６のスプールは、操作レバー２２ｂが前方向に操作されると同左側に移動してアームシリンダ１７のボトム側に作動油を供給し、操作レバー２２ｂが後方向に操作されると同右側に移動してアームシリンダ１７のロッド側に作動油を供給する。バケットシリンダ１８を制御するコントロールバルブ３７のスプールは、操作レバー２２ａが左方向に操作されると同左側に移動してバケットシリンダ１８のボトム側に作動油を供給し、操作レバー２２ａが右方向に操作されると同右側に移動してバケットシリンダ１８のロッド側に作動油を供給する。旋回モータ１９を制御するコントロールバルブ３８のスプールは、操作レバー２２ｂが左方向に操作されると同左側に移動して旋回モータ１９に同左側から作動油を供給し、操作レバー２２ｂが右方向に操作されると同右側に移動して旋回モータ１９に同右側から作動油を供給する。 The operating directions of the operating levers 22a and 22b define the operating directions of the hydraulic actuators 16-19. The spool of the control valve 35 that controls the boom cylinder 16 moves to the left side in FIG. 2 when the operating lever 22a is operated in the forward direction to supply hydraulic oil to the bottom side of the boom cylinder 16, and the operating lever 22a moves. When operated in the rear direction, it moves to the right side and supplies hydraulic oil to the rod side of the boom cylinder 16. The spool of the control valve 36 that controls the arm cylinder 17 moves to the left side when the operating lever 22b is operated in the forward direction to supply hydraulic oil to the bottom side of the arm cylinder 17, and the operating lever 22b moves backward. When operated, it moves to the right side and supplies hydraulic oil to the rod side of the arm cylinder 17. When the operating lever 22a is operated to the left, the spool of the control valve 37 that controls the bucket cylinder 18 moves to the left side to supply hydraulic oil to the bottom side of the bucket cylinder 18, and the operating lever 22a moves to the right. When operated, it moves to the right side and supplies hydraulic oil to the rod side of the bucket cylinder 18. The spool of the control valve 38 that controls the swivel motor 19 moves to the left side when the operating lever 22b is operated to the left, supplies hydraulic oil to the swivel motor 19 from the same left side, and the operating lever 22b moves to the right. When operated, it moves to the same right side and supplies hydraulic oil to the swivel motor 19 from the same right side.

また、コントロールバルブ３５−３８のバルブの開度は、対応する操作レバー２２ａ、２２ｂの操作量に応じて変化する。すなわち、操作レバー２２ａ、２２ｂの操作量は油圧アクチュエータ１６−１９の動作速度を規定する。例えば、操作レバー２２ａ、２２ｂの或る方向の操作量を増加すると、その方向に対応するコントロールバルブ３５−３８のバルブの開度が増加して、油圧アクチュエータ１６−１９に供給される作動油の流量が増加し、これにより油圧アクチュエータ１６−１９の速度が増加する。このように、操作レバー２２ａ、２２ｂで生成される操作信号は、対象の油圧アクチュエータ１６−１９に対する速度指令の側面を有している。そこで本稿では操作レバー２２ａ、２２ｂが生成する操作信号を、油圧アクチュエータ１６−１９（コントロールバルブ３５−３８）に対する速度指令と称することがある。 Further, the valve opening degree of the control valves 35-38 changes according to the operating amount of the corresponding operating levers 22a and 22b. That is, the operating amount of the operating levers 22a and 22b defines the operating speed of the hydraulic actuator 16-19. For example, when the operating amount of the operating levers 22a and 22b in a certain direction is increased, the valve opening of the control valves 35-38 corresponding to that direction is increased, and the hydraulic actuator supplied to the hydraulic actuator 16-19 is charged. The flow rate increases, which increases the speed of the hydraulic actuators 16-19. As described above, the operation signal generated by the operation levers 22a and 22b has a side surface of the speed command for the target hydraulic actuator 16-19. Therefore, in this paper, the operation signal generated by the operation levers 22a and 22b may be referred to as a speed command for the hydraulic actuator 16-19 (control valve 35-38).

メインポンプ３９から吐出される作動油の圧力（作動油圧）は、リリーフ圧で作動油タンク４１と連通するリリーフ弁４０によって過大にならないように調整されている。油圧アクチュエータ１６−１９に供給された圧油がコントロールバルブ３５−３８を介して再度作動油タンク４１に戻るように、コントロールバルブ３５−３８の戻り流路は作動油タンク４１と連通している。 The pressure of the hydraulic oil (hydraulic pressure) discharged from the main pump 39 is adjusted so as not to be excessive by the relief valve 40 that communicates with the hydraulic oil tank 41 by the relief pressure. The return flow path of the control valve 35-38 communicates with the hydraulic oil tank 41 so that the pressure oil supplied to the hydraulic actuator 16-19 returns to the hydraulic oil tank 41 via the control valve 35-38.

（コントローラ２１）
コントローラ２１は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリ）、インタフェース（入出力装置）によって構成されており、記憶装置内に予め保存されているプログラム（ソフトウェア）を演算処理装置で実行し、プログラム内で規定されている設定値とインタフェースから入力された信号等に基づいて演算処理装置が演算処理を行い、インタフェースから信号（演算結果）を出力する。 (Controller 21)
The controller 21 is composed of an arithmetic processing unit (for example, a CPU), a storage device (for example, a semiconductor memory such as a ROM or RAM), and an interface (input / output device), and a program (software) stored in advance in the storage device. ) Is executed by the arithmetic processing unit, the arithmetic processing unit performs arithmetic processing based on the set value specified in the program and the signal input from the interface, and outputs the signal (calculation result) from the interface.

コントローラ２１は、ブーム角度センサ２４、アーム角度センサ２５、バケット角度センサ２６、旋回角速度センサ２７、傾斜角度センサ２８と、ブームシリンダ１６に取付けられたブームボトム圧センサ２９とブームロッド圧センサ３０と、アームシリンダ１７に取付けられたアームボトム圧センサ３１とアームロッド圧センサ３２の信号が入力されるように構成されており、これらのセンサ信号を基にコントローラ２１はフロント作業装置１２が運搬するバケット一杯分の運搬対象物の荷重値(一杯荷重)と、ダンプトラック２への積込量とを演算し、それらの演算結果をモニタ２３に表示するように構成されている。 The controller 21 includes a boom angle sensor 24, an arm angle sensor 25, a bucket angle sensor 26, a turning angle speed sensor 27, an inclination angle sensor 28, a boom bottom pressure sensor 29 and a boom rod pressure sensor 30 attached to the boom cylinder 16. The arm bottom pressure sensor 31 attached to the arm cylinder 17 and the arm rod pressure sensor 32 are configured to input signals, and based on these sensor signals, the controller 21 fills the bucket carried by the front work device 12. It is configured to calculate the load value (full load) of the object to be transported and the amount loaded on the dump truck 2 and display the calculation result on the monitor 23.

図４は本実施形態に係る荷重計測システムの概略構成図であり、コントローラ２１の内部にコントローラ２１の機能ブロック図を示している。コントローラ２１はいくつかのプログラムを組み合わせて実行することで、インタフェースを介してセンサ２４−３２と通信アンテナ３３とＧＮＳＳアンテナ３４の信号を入力し、コントローラ２１内部で運搬対象物の荷重や掘削高さ、積込量の演算を演算処理装置で実行し、モニタ２３に目標積込量と積込量と荷重値を表示するように構成されている。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the load measurement system according to the present embodiment, and shows a functional block diagram of the controller 21 inside the controller 21. By executing a combination of several programs, the controller 21 inputs the signals of the sensor 24-32, the communication antenna 33, and the GNSS antenna 34 via the interface, and the load and excavation height of the object to be transported inside the controller 21. , The calculation of the loading amount is executed by the arithmetic processing device, and the target loading amount, the loading amount, and the load value are displayed on the monitor 23.

（コントローラ２１の機能ブロック）
コントローラ２１は、負荷センサ２９−３２と姿勢センサ２４−２８との出力値に基づきバケット１５が行っている作業（フロント作業装置１２により行われている作業）が掘削作業、運搬作業、放出作業、及びリーチング作業のうちいずれの作業であるかを判定する作業判定部５０と、作業判定部５０が運搬作業中であると判定しているときに、負荷センサ２９−３２と姿勢センサ２４−２８との出力値に基づきバケット１５が運搬している運搬対象物の荷重値(一杯荷重)を演算する荷重演算部５１と、油圧ショベル１の周囲に位置する運搬対象物の現況の表面形状データ（現況表面形状データ）を通信アンテナ３３を介して入力してコントローラ２１内の記憶装置内に保持し、その更新時期を管理する現況表面形状データ管理部５２と、作業判定部５０が掘削作業中であると判定したときに、姿勢センサ２４−２８の出力値と現況表面形状データ管理部５２が管理する現況表面形状とに基づいてバケット１５と現況表面形状との相対高さである掘削高さを演算する掘削高さ演算部５３と、掘削高さ演算部５３で演算された掘削高さと予め設定されている取り出し判定高さ閾値Ｈ１（第１閾値Ｈ１）とに基づいて、荷重演算部５１で演算された運搬対象物の荷重値をダンプトラック２への積込量から減算するか否かを判定する減算判定部５４と、作業判定部５０と荷重演算部５１と減算判定部５４の出力に基づいてダンプトラック２への積込量を演算する積込量演算部５５と、荷重演算部５１と減算判定部５４と積込量演算部５５の出力に基づいてモニタ２３に表示する情報を生成する表示制御部５６とによって構成されている。 (Functional block of controller 21)
In the controller 21, the work performed by the bucket 15 (work performed by the front work device 12) based on the output values of the load sensor 29-32 and the attitude sensor 24-28 is excavation work, transportation work, release work, and so on. The work determination unit 50 that determines which of the leaching operations is performed, and the load sensor 29-32 and the attitude sensor 24-28 when the work determination unit 50 determines that the transportation operation is in progress. The load calculation unit 51 that calculates the load value (full load) of the object to be transported by the bucket 15 based on the output value of, and the current surface shape data (current state) of the object to be transported located around the hydraulic excavator 1. Surface shape data) is input via the communication antenna 33 and held in the storage device in the controller 21, and the current surface shape data management unit 52 and the work determination unit 50 that manage the update time are in the process of excavation. When it is determined, the excavation height, which is the relative height between the bucket 15 and the current surface shape, is calculated based on the output value of the attitude sensor 24-28 and the current surface shape managed by the current surface shape data management unit 52. Based on the excavation height calculation unit 53, the excavation height calculated by the excavation height calculation unit 53, and the preset take-out determination height threshold value H1 (first threshold value H1), the load calculation unit 51 calculates the data. Based on the output of the subtraction determination unit 54 that determines whether or not to subtract the load value of the transported object from the loading amount on the dump truck 2, the work determination unit 50, the load calculation unit 51, and the subtraction determination unit 54. Generates information to be displayed on the monitor 23 based on the outputs of the loading amount calculation unit 55 that calculates the loading amount on the dump track 2, the load calculation unit 51, the subtraction determination unit 54, and the loading amount calculation unit 55. It is composed of a display control unit 56.

次に本実施形態の油圧ショベル１が、掘削した運搬対象物の荷重値と掘削高さを演算し、演算した荷重値を積込量から減算するか加算するかを掘削高さによって判定することで、取り出し作業があった場合にも正確に積込量を演算し、演算した荷重値と積込量をオペレータに表示する方法を図５から図１６を用いて説明する。 Next, the hydraulic excavator 1 of the present embodiment calculates the load value and the excavation height of the excavated object to be transported, and determines whether to subtract or add the calculated load value from the loading amount based on the excavation height. A method of accurately calculating the loading amount and displaying the calculated load value and the loading amount to the operator even when there is a take-out operation will be described with reference to FIGS. 5 to 16.

（コントローラ２１のフローチャート）
図５は、本実施形態に係るコントローラ２１が行う処理のフローチャートである。コントローラ２１に電源が投入された後は、各ステップが予め定められた周期で順番に実行される。 (Flowchart of controller 21)
FIG. 5 is a flowchart of processing performed by the controller 21 according to the present embodiment. After the power is turned on to the controller 21, each step is sequentially executed in a predetermined cycle.

コントローラ２１（現況表面形状データ管理部５２）は、１時間に１回、現況表面形状データを更新するように設定されており、ステップＳ１００では前回の更新時から１時間経過しているか否かを判定し、経過している場合は処理をステップＳ１０１に進め、経過していない場合は処理をステップＳ１０２に進める。なお、現況表面形状データの更新周期（１時間）は任意の値に変更可能である。 The controller 21 (current surface shape data management unit 52) is set to update the current surface shape data once an hour, and in step S100, it is determined whether or not one hour has passed since the previous update. The determination is made, and if it has passed, the process proceeds to step S101, and if it has not passed, the process proceeds to step S102. The update cycle (1 hour) of the current surface shape data can be changed to any value.

ステップＳ１０１では、コントローラ２１（現況表面形状データ管理部５２）は、図７に示すようにサーバ６に対して現況表面形状データの送信を要請し、サーバ６から現況表面形状データを受信してコントローラ２１内の記憶装置に格納する。 In step S101, the controller 21 (current surface shape data management unit 52) requests the server 6 to transmit the current surface shape data as shown in FIG. 7, receives the current surface shape data from the server 6, and controls the controller. It is stored in the storage device in 21.

図６は最新の現況表面形状データをサーバ６に格納する方法の一例の説明図である。現況表面形状データは運搬対象物の表面形状の３次元データである。例えばカメラ９０と通信装置９１が取り付けられた無人航空機９を作業現場の上空に飛行させ、無人航空機９を移動させながらカメラ９０を用いて多数の写真（画像）を撮影し、通信装置９１を介してサーバ６に写真データを送信する。サーバ６では、ＳｆＭ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｒｏｍ Ｍｏｔｉｏｎ）等の手法より、無人航空機９から受信した多数の写真をうち複数枚の写真から特徴点マッチングによって運搬対象物（現況地形）の表面形状を復元する。更に、位置情報が既知の地上参照点（Ｇｒｏｕｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔ）を参照することによって位置座標情報が含まれた３次元点群データ或いはメッシュデータ生成しサーバ６内に保管する。 FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a method of storing the latest current surface shape data in the server 6. The current surface shape data is three-dimensional data of the surface shape of the object to be transported. For example, an unmanned aerial vehicle 9 to which a camera 90 and a communication device 91 are attached is flown over a work site, a large number of photographs (images) are taken using the camera 90 while moving the unmanned aerial vehicle 9, and the unmanned aerial vehicle 9 is taken through the communication device 91. And sends the photo data to the server 6. The server 6 restores the surface shape of the object to be transported (current terrain) from a large number of photographs received from the unmanned aerial vehicle 9 by feature point matching from a plurality of photographs by a method such as SfM (Structure from Motion). Further, by referring to a ground control point whose position information is known, three-dimensional point cloud data or mesh data including position coordinate information is generated and stored in the server 6.

ステップＳ１０２では、コントローラ２１（作業判定部５０）は油圧ショベル１が掘削作業を開始したか否かを判定する。図８で示すように作業判定部５０は、センサ２６、３１、３２の出力に基づいて、アームシリンダ１７の推力Ｆａｍｃｙｌと、バケット１５とアーム１４とのなす角であるバケット角度の値に基づき、油圧ショベル１が掘削作業を行っているか否かを判定する。アームシリンダ１７の推力Ｆａｍｃｙｌは、アームボトム圧センサ３１とアームロッド圧センサ３２からの信号から演算されるボトム側とロッド側の圧力をＰ１、Ｐ２とし、ピストンの各々の受圧面積をＡ１、Ａ２とすると、以下の式（１）より求められる。 In step S102, the controller 21 (work determination unit 50) determines whether or not the hydraulic excavator 1 has started the excavation work. As shown in FIG. 8, the work determination unit 50 is based on the output of the sensors 26, 31, and 32, and based on the value of the bucket angle, which is the angle formed by the thrust family of the arm cylinder 17 and the bucket 15 and the arm 14. It is determined whether or not the hydraulic excavator 1 is performing excavation work. The thrust Famicyl of the arm cylinder 17 has the bottom side and rod side pressures calculated from the signals from the arm bottom pressure sensor 31 and the arm rod pressure sensor 32 as P1 and P2, and the pressure receiving areas of the pistons as A1 and A2, respectively. Then, it can be obtained from the following equation (1).

Ｆａｍｃｙｌ＝Ａ１・Ｐ１―Ａ２・Ｐ２ ・・・式（１）
コントローラ２１（作業判定部５０）はアームシリンダ１７の推力Ｆａｍｃｙｌが予め設定されている閾値ｆ１を超え、かつバケット１５の角速度が負の値（すなわちバケット角度が時間経過とともに減少しているとき）であるときに掘削作業を開始したと判定する。ただし、掘削作業の開始を判定する方法はこの限りでは無く、推力Ｆａｍｃｙｌとバケット角速度の何れか一方に基づいて判定することも可能である。掘削作業が開始したと判定された場合には処理をステップＳ１０３に進め、掘削作業が開始されなかったと判定された場合にはステップＳ１００に戻る。 Family = A1, P1-A2, P2 ... Equation (1)
The controller 21 (work determination unit 50) determines that the thrust family of the arm cylinder 17 exceeds the preset threshold value f1 and the angular velocity of the bucket 15 is a negative value (that is, when the bucket angle decreases with the passage of time). It is determined that the excavation work has started at a certain time. However, the method for determining the start of the excavation work is not limited to this, and it is also possible to determine based on either the thrust Famicyl or the bucket angular velocity. If it is determined that the excavation work has started, the process proceeds to step S103, and if it is determined that the excavation work has not started, the process returns to step S100.

（掘削高さＨｄｉｇの演算）
ステップＳ１０３では、コントローラ２１（掘削高さ演算部５３）は掘削高さＨｄｉｇを演算する。掘削高さＨｄｉｇは、作業判定部５０が掘削作業を開始したと判定した時のバケット１５の先端と現況表面形状データ管理部５２がステップＳ１０１で取得した現況表面形状との鉛直方向における距離である。図９で示すようにバケット先端６０の位置座標である経度、緯度、高度をそれぞれ（Ｘｅｎｄ、Ｙｅｎｄ、Ｈｅｎｄ）とし、バケット先端６０を通る鉛直方向直線６１と現況表面形状の交点６２の経度、緯度、高度をそれぞれ（Ｘｅｎｄ、Ｙｅｎｄ、Ｈｓｕｒｆａｃｅ）とすると、Ｈｄｉｇは次の式（２）より求められる。 (Calculation of excavation height Hdig)
In step S103, the controller 21 (excavation height calculation unit 53) calculates the excavation height Hdig. The excavation height Hdig is the distance in the vertical direction between the tip of the bucket 15 when the work determination unit 50 determines that the excavation work has started and the current surface shape acquired by the current surface shape data management unit 52 in step S101. .. As shown in FIG. 9, the longitude, latitude, and altitude, which are the position coordinates of the bucket tip 60, are set as (Xend, Yend, Hend), respectively, and the longitude and latitude of the intersection 62 of the vertical straight line 61 passing through the bucket tip 60 and the current surface shape. , And the altitude is (Xend, Longitude, Hsurface), respectively, Hdig can be obtained from the following equation (2).

Ｈｄｉｇ＝Ｈｅｎｄ−Ｈｓｕｒｆａｃｅ ・・・式（２）
バケットの先端６０の位置座標（Ｘｅｎｄ、Ｙｅｎｄ、Ｈｅｎｄ）は、２つのＧＮＳＳアンテナ３４で受信した複数の衛星信号から演算される２つのＧＮＳＳアンテナ３４の位置座標と上部旋回体１１の方位角αと、姿勢センサ２４−２８の出力値から演算されるフロント作業装置１２の姿勢とによって演算できる。 Hdig = Hend-Hsurface ・ ・ ・ Equation (2)
The position coordinates (Xend, End, Hend) of the tip 60 of the bucket are the position coordinates of the two GNSS antennas 34 calculated from the plurality of satellite signals received by the two GNSS antennas 34 and the azimuth angle α of the upper swivel body 11. , It can be calculated by the posture of the front working device 12 calculated from the output values of the posture sensors 24-28.

上部旋回体１１の方位角αは、図１０で示すように、上部旋回体１１に取り付けられた２つのＧＮＳＳアンテナ３４の位置情報より求めることができる。図１０（ａ）で示すように、旋回中心７０を原点とし、東方位をｘ軸、北方位をｙ軸とする座標系を設定する。旋回中心７０を通り上部旋回体１１の方位を表す基準線７１を中心にして左右対称に取り付けたＧＮＳＳアンテナ３４ａ、３４ｂの座標を図１０（ｂ）に示すように各々（Ｘａ、Ｙａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ）とすると、２つのＧＮＳＳアンテナの中間点７２の座標（Ｘｍ、Ｙｍ）は、以下の式（３）より演算できる。 As shown in FIG. 10, the azimuth angle α of the upper swing body 11 can be obtained from the position information of the two GNSS antennas 34 attached to the upper swing body 11. As shown in FIG. 10A, a coordinate system is set with the turning center 70 as the origin, the east direction as the x-axis, and the north direction as the y-axis. As shown in FIG. 10B, the coordinates of the GNSS antennas 34a and 34b mounted symmetrically about the reference line 71 that passes through the turning center 70 and represents the orientation of the upper turning body 11 are (Xa, Ya), respectively. Assuming Xb, Yb), the coordinates (Xm, Ym) of the midpoint 72 of the two GNSS antennas can be calculated from the following equation (3).

Ｘｍ＝（Ｘａ＋Ｘｂ）／２
Ｙｍ＝（Ｙａ＋Ｙｂ）／２ ・・・式（３）
次に上部旋回体１１の方位ベクトルＭＯは、ＭＯ（−Ｘｍ、−Ｙｍ）となり、方位角αは、以下の式（４）より演算できる。 Xm = (Xa + Xb) / 2
Ym = (Ya + Yb) / 2 ... Equation (3)
Next, the azimuth vector MO of the upper swing body 11 becomes MO (−Xm, −Ym), and the azimuth angle α can be calculated from the following equation (4).

α＝ａｒｃｃｏｓ（−Ｙｍ ／（Ｘｍ２＋Ｙｍ２）１／２） ・・・式（４）
但し、０≦α＜π（Ｘｍ≦０のとき）
π≦α＜２π（Ｘｍ＞０のとき）
フロント作業装置１２の姿勢は、図１１（ｂ）に示すようにフロント作業装置１２の設計寸法と姿勢センサ２４−２６の出力より求めることができる。ブーム１３、アーム１４、バケット１５の長さをＬｂｍ、Ｌａｍ、Ｌｂｋとし、姿勢センサ２４−２６を用いて測定したブーム角、アーム角、バケット角をθｂｍ、θａｍ、θｂｋとする。このとき、ブーム１３のフートピン中心であるブーム回転中心７３とバケット先端６０との水平距離Ｄｆｒｏｎｔと、垂直距離Ｈｆｒｏｎｔとは次の式（５）と式（６）より演算できる。 α = arccos (−Ym / (Xm 2 + Ym 2 ) 1/2 ) ・ ・ ・ Equation (4)
However, 0 ≤ α <π (when Xm ≤ 0)
π ≤ α <2π (when Xm> 0)
The posture of the front work device 12 can be obtained from the design dimensions of the front work device 12 and the output of the posture sensors 24-26 as shown in FIG. 11 (b). The lengths of the boom 13, arm 14, and bucket 15 are Lbm, Lam, and Lbk, and the boom angle, arm angle, and bucket angle measured using the posture sensors 24-26 are θbm, θam, and θbk. At this time, the horizontal distance D front and the vertical distance H front between the boom rotation center 73, which is the center of the foot pin of the boom 13, and the bucket tip 60 can be calculated from the following equations (5) and (6).

Ｄｆｒｏｎｔ＝Ｌｂｍ・ｃｏｓ（θｂｍ）＋Ｌｂｍ・ｃｏｓ（θｂｍ＋θａｍ）
＋Ｌｂｋ・ｃｏｓ（θｂｍ＋θａｍ＋θｂｋ） ・・・式（５）
Ｈｆｒｏｎｔ＝−Ｌｂｍ・ｓｉｎ（θｂｍ）−Ｌｂｍ・ｓｉｎ（θｂｍ＋θａｍ）
−Ｌｂｋ・ｓｉｎ（θｂｍ＋θａｍ＋θｂｋ） ・・・式（６）
図１１で示すように、旋回中心７０を通り上部旋回体１１の方位を表す基準線７１を中心にして、左右対称に取り付けたＧＮＳＳアンテナ３４ａ、３４ｂの経度、緯度、高度を各々（Ｘａ、Ｙａ、Ｈａ）、（Ｘｂ、Ｙｂ、Ｈｂ）とすると、ＧＮＳＳアンテナ３４ａ、３４ｂの中間点７２の経度、緯度、高度（Ｘｍ、Ｙｍ、Ｈｍ）は、以下の式（７）より演算できる。 Dfront = Lbm · cos (θbm) + Lbm · cos (θbm + θam)
+ Lbk · cos (θbm + θam + θbk) ・ ・ ・ Equation (5)
Hfront = -Lbm · sin (θbm) -Lbm · sin (θbm + θam)
-Lbk · sin (θbm + θam + θbk) ・ ・ ・ Equation (6)
As shown in FIG. 11, the longitude, latitude, and altitude of the GNSS antennas 34a and 34b mounted symmetrically with respect to the reference line 71 indicating the direction of the upper swivel body 11 passing through the swivel center 70 are set respectively (Xa, Ya). , Ha), (Xb, Yb, Hb), the longitude, latitude, and altitude (Xm, Ym, Hm) of the midpoint 72 of the GNSS antennas 34a, 34b can be calculated from the following equation (7).

Ｘｍ＝（Ｘａ＋Ｘｂ）／２
Ｙｍ＝（Ｙａ＋Ｙｂ）／２
Ｈｍ＝Ｈａ＝Ｈｂ ・・・式（７）
よって、図１１（ｂ）と図１１（ｃ）で示すように、バケットの先端６０の経度、緯度、高度（Ｘｅｎｄ、Ｙｅｎｄ、Ｈｅｎｄ）は以下の式（８）乃至式（１０）より演算できる。
Ｘｅｎｄ＝Ｘｍ＋（Ｄ１＋Ｄｆｒｏｎｔ）・ｓｉｎ（α） ・・・式（８）
Ｙｅｎｄ＝Ｙｍ＋（Ｄ１＋Ｄｆｒｏｎｔ）・ｃｏｓ（α） ・・・式（９）
Ｈｅｎｄ＝Ｈｍ−Ｈ１−Ｈｆｒｏｎｔ ・・・式（１０）
図１２（ａ）に示すように、掘削対象３の掘削を開始した場合の爪先高さＨｅｎｄは現況表面形状の高さＨｓｕｒｆａｃｅと同一になるので、掘削高さＨｄｉｇは０［ｍ］となる。一方、図１２（ｂ）に示すように、ダンプトラック２から荷を取り出す場合の爪先高さＨｅｎｄは現況表面形状Ｈｓｕｒｆａｃｅの高さより高くなり、掘削高さＨｄｉｇは例えば３．５［ｍ］となる。 Xm = (Xa + Xb) / 2
Ym = (Ya + Yb) / 2
Hm = Ha = Hb ・ ・ ・ Equation (7)
Therefore, as shown in FIGS. 11 (b) and 11 (c), the longitude, latitude, and altitude (Xend, Yend, Hend) of the tip 60 of the bucket can be calculated from the following equations (8) to (10). ..
Xend = Xm + (D1 + Dfront) · sin (α) ・ ・ ・ Equation (8)
Yend = Ym + (D1 + Dfront) ・ cos (α) ・ ・ ・ Equation (9)
Hend = Hm-H1-Hfront ... Equation (10)
As shown in FIG. 12A, the toe height Hend when the excavation of the excavation target 3 is started is the same as the height Hsurface of the current surface shape, so that the excavation height Hdig is 0 [m]. On the other hand, as shown in FIG. 12B, the toe height Hend when the load is taken out from the dump truck 2 is higher than the height of the current surface shape Hsurface, and the excavation height Hdig is, for example, 3.5 [m]. ..

（取り出し作業と積込み作業の区別）
図５の説明に戻る。ステップＳ１０４では、コントローラ２１（減算判定部５４）が、ステップＳ１０３で演算した掘削高さＨｄｉｇが予め定められている取り出し判定高さ閾値Ｈ１（以後、第１閾値Ｈ１とする）より大きいか否かを判定する。 (Distinguishing between taking-out work and loading work)
Returning to the description of FIG. In step S104, whether or not the controller 21 (subtraction determination unit 54) has the excavation height Hdig calculated in step S103 larger than the predetermined take-out determination height threshold value H1 (hereinafter referred to as the first threshold value H1). To judge.

図２５に示すように第１閾値Ｈ１は、例えば、ダンプトラック２（運搬機械）が備えるベッセルにおける底面の最低部Ｐｂｖの高さである。すなわち第１閾値Ｈ１はダンプトラック２の接地面（運搬路面５）から最低部Ｐｖｂまでの最短距離である。なお、図２５に示した第１閾値Ｈ１は一例に過ぎず、例えば、ダンプトラック２のタイヤの直径や、半径、または半径から直径までの間に含まれる任意の値としても良い。 As shown in FIG. 25, the first threshold value H1 is, for example, the height of the lowest portion Pbv of the bottom surface of the vessel provided in the dump truck 2 (transport machine). That is, the first threshold value H1 is the shortest distance from the ground contact surface (transport road surface 5) of the dump truck 2 to the lowest portion Pvb. The first threshold value H1 shown in FIG. 25 is only an example, and may be, for example, the diameter of the tire of the dump truck 2, the radius, or any value included between the radius and the diameter.

ステップＳ１０４で掘削高さＨｄｉｇが第１閾値Ｈ１より大きいと判定された場合には、続くステップＳ１０５でコントローラ２１（減算判定部５４）は、油圧ショベル１によってダンプトラック２のベッセルから運搬対象物（荷）が取り出されると判定し、積込量演算部５５に対して一杯荷重（後述）の減算指示を出力する。一方、掘削高さＨｄｉｇが第１閾値Ｈ１以下であると判定された場合には、ステップＳ１０６でコントローラ２１（減算判定部５４）は、油圧ショベル１によってダンプトラック２のベッセルに運搬対象物（荷）が積み込まれると判定し、積込量演算部５５に対して一杯荷重（後述）の加算指示を出力する。 When it is determined in step S104 that the excavation height Hdig is larger than the first threshold value H1, in the following step S105, the controller 21 (subtraction determination unit 54) is transported from the vessel of the dump truck 2 by the hydraulic excavator 1 (subtraction determination unit 54). It is determined that the load) is taken out, and a subtraction instruction for the full load (described later) is output to the loading amount calculation unit 55. On the other hand, when it is determined that the excavation height Hdig is equal to or less than the first threshold value H1, in step S106, the controller 21 (subtraction determination unit 54) moves the object to be transported (load) to the vessel of the dump truck 2 by the hydraulic excavator 1. ) Is determined to be loaded, and a full load (described later) addition instruction is output to the loading amount calculation unit 55.

ステップＳ１０７で、コントローラ２１（作業判定部５０）は油圧ショベル１が掘削作業を終了したか否かを判定する。図８で示すように、コントローラ２１（作業判定部５０）は油圧ショベル１が掘削作業を開始した後にアームシリンダ１７の推力Ｆａｍｃｙｌが予め設定されている閾値ｆ２未満になった場合、掘削作業が終了した（換言すると、運搬作業が開始した）と判定する。油圧ショベル１の掘削作業が終了するまでステップＳ１０７の判定 を繰り返し、掘削作業が終了したと判定した場合は処理をステップＳ１０８に進める。 In step S107, the controller 21 (work determination unit 50) determines whether or not the hydraulic excavator 1 has completed the excavation work. As shown in FIG. 8, the controller 21 (work determination unit 50) ends the excavation work when the thrust family of the arm cylinder 17 becomes less than the preset threshold value f2 after the hydraulic excavator 1 starts the excavation work. (In other words, the transportation work has started). The determination in step S107 is repeated until the excavation work of the hydraulic excavator 1 is completed, and when it is determined that the excavation work is completed, the process proceeds to step S108.

（一杯荷重の演算）
運搬作業が開始すると（掘削作業が終了すると）コントローラ２１（荷重演算部５１）は、ステップＳ１０８において、バケット１５が運搬中のバケット一杯分の運搬対象物の荷重値(「一杯荷重（ｍｌｏａｄ）」と称する)を演算する。一杯荷重は、図１３に示すように油圧ショベル１の寸法と重量とセンサ２４−３０の信号値を用いて、油圧ショベル１のブーム１３の回転軸まわりのトルクの釣合いにより演算できる。次に一杯荷重の演算の詳細について説明する。 (Calculation of full load)
When the transportation work is started (when the excavation work is completed), the controller 21 (load calculation unit 51) determines in step S108 the load value (“full load”) of the object to be transported for the full bucket being transported by the bucket 15. ) Is calculated. As shown in FIG. 13, the full load can be calculated by balancing the torque around the rotation axis of the boom 13 of the hydraulic excavator 1 using the dimensions and weight of the hydraulic excavator 1 and the signal value of the sensor 24-30. Next, the details of the calculation of the full load will be described.

ブーム１３の回転軸まわりに作用するトルクは、ブームシリンダ１６の推力によって発生するトルクτｂｍｃｙｌと、フロント作業装置の重心に作用する重力よって発生するトルクτｆｒｇと、上部旋回体１１の旋回によってフロント作業装置の重心に作用する遠心力よって発生するトルクτｆｒｃと、バケット１５の中に入っている荷の重心に作用する重力よって発生するトルクτｌｏａｄｇと、上部旋回体１１の旋回によってバケット１５の中に入っている荷の重心に作用する遠心力よって発生するトルクτｌｏａｄｃとがある。 The torque acting around the rotation axis of the boom 13 is the torque τbmcyl generated by the thrust of the boom cylinder 16, the torque τfrg generated by the gravity acting on the center of gravity of the front working device, and the front working device by turning the upper swivel body 11. Torque τfrc generated by centrifugal force acting on the center of gravity of, torque τload generated by gravity acting on the center of gravity of the load contained in the bucket 15, and entering the bucket 15 by turning the upper swivel body 11. There is a torque τload generated by the centrifugal force acting on the center of gravity of the load.

ブーム１３の回転軸まわりでブームシリンダ１６の推力Ｆｂｍｃｙｌにより発生するトルクτｂｍｃｙｌは、ブームシリンダ１６の後述の推力Ｆｂｍｃｙｌと、ブーム１３の回転軸とブームシリンダ１６とブームの接続部の中心とを結んだ直線の長さＬｂｍｃｙｌと、その直線とブームシリンダのなす角θｂｍｃｙｌとを用いて、以下の式（１１）より求められる。 The torque τbmcyl generated by the thrust Fbmcyl of the boom cylinder 16 around the rotation axis of the boom 13 connects the thrust Fbmcyl described later of the boom cylinder 16 with the rotation shaft of the boom 13 and the center of the connection portion between the boom cylinder 16 and the boom. It is obtained from the following equation (11) using the length Lbmcyl of the straight line and the angle θbmcyl formed by the straight line and the boom cylinder.

τｂｍｃｙｌ＝Ｆｂｍｃｙｌ・Ｌｂｍｃｙｌ・ｓｉｎ（θｂｍｃｙｌ）
・・・式（１１）
ブームシリンダ１６の推力Ｆｂｍｃｙｌは、ブームボトム圧センサ２９とブームロッド圧センサ３０の信号から演算されるボトム側とロッド側の圧力をＰ３、Ｐ４とし、ピストンの各々の受圧面積をＡ３、Ａ４とすると、以下の式（１２）より求められる。 τbmcyl = Fbmcyl ・ Lbmcyl ・ sin (θbmcyl)
... Equation (11)
As for the thrust Fbmcyl of the boom cylinder 16, assuming that the pressures on the bottom side and the rod side calculated from the signals of the boom bottom pressure sensor 29 and the boom rod pressure sensor 30 are P3 and P4, and the pressure receiving areas of the pistons are A3 and A4, respectively. , Obtained from the following equation (12).

Ｆａｍｃｙｌ＝Ａ３・Ｐ３―Ａ４・Ｐ４ ・・・式（１２）
ブーム１３の回転軸まわりでフロント作業装置１２の重心に作用する重力によって発生するトルクτｆｒｇは、ブーム１３の回転中心とフロント作業装置１２の重心を結ぶ直線の長さＬｆｒと、その直線と水平線のなす角θｆｒを用いて以下の式（１３）で求められる。 Family = A3 ・ P3-A4 ・ P4 ・ ・ ・ Equation (12)
The torque τfrg generated by the gravity acting on the center of gravity of the front work device 12 around the rotation axis of the boom 13 is the length Lfr of the straight line connecting the center of rotation of the boom 13 and the center of gravity of the front work device 12 and the straight line and the horizontal line. It is obtained by the following equation (13) using the angle θfr.

τｆｒｇ＝ｍｆｒ・ｇ・Ｌｆｒ・ｃｏｓ（θｆｒ） ・・・式（１３）
上部旋回体１１が角速度ωで旋回する際に、フロント作業装置１２に作用する遠心力によってブーム１３の回転軸まわりに発生するトルクτｆｒｃは、以下の式（１４）で求められる。 τfrg = mfr ・ g ・ Lfr ・ cos (θfr) ・ ・ ・ Equation (13)
The torque τfrc generated around the rotation axis of the boom 13 due to the centrifugal force acting on the front working device 12 when the upper swing body 11 turns at the angular velocity ω is calculated by the following equation (14).

τｆｒｃ＝ｍｆｒ・Ｌｆｒ２・ω２・ｓｉｎ（θｆｒ）・ｃｏｓ（θｆｒ）
・・・式（１４）
一杯荷重をｍｌｏａｄ、ブーム１３の回転中心とバケット１５の中に入っている荷の重心を結ぶ直線の長さをＬｌｏａｄ、その直線と水平線とのなす角をθｌｏａｄとすると、荷に作用する重力によってブーム１３の回転軸まわりに発生するトルクτｌｏａｄｇは以下の式（１５）で、荷に作用する遠心力によってブーム１３の回転軸まわりに発生するトルクτｌｏａｄｃは以下の式（１６）で求められる。 τfrc = mfr · Lfr 2 · ω 2 · sin (θfr) · cos (θfr)
... Equation (14)
Assuming that the full load is mlood, the length of the straight line connecting the center of rotation of the boom 13 and the center of gravity of the load contained in the bucket 15 is Lload, and the angle between the straight line and the horizon is θload, the gravity acting on the load causes the load. The torque τload generated around the rotation axis of the boom 13 is calculated by the following formula (15), and the torque τload generated around the rotation axis of the boom 13 due to the centrifugal force acting on the load is calculated by the following formula (16).

τｌｏａｄｇ＝ｍｌｏａｄ・ｇ・Ｌｌｏａｄ・ｃｏｓ（θｌｏａｄ）・・・式（１５）
τｌｏａｄｃ＝ｍｌｏａｄ・Ｌｌｏａｄ２・ω２・ｓｉｎ（θｌｏａｄ）
・ｃｏｓ（θｌｏａｄ） ・・・式（１６）
ブーム１３の回転軸まわりのトルクの釣合いの式（１７）によって、一杯荷重ｍｌｏａｄは以下の式（１８）で演算できる。一杯荷重ｍｌｏａｄの演算が完了したらコントローラ２１はステップＳ１０９に処理を進める。 τload = mlood ・ g ・ Lload ・ cos (θload) ・ ・ ・ Equation (15)
τloadc = mload · Lload 2 · ω 2 · sin (θload)
・ Cos (θload) ・ ・ ・ Equation (16)
The full load mlood can be calculated by the following equation (18) according to the equation (17) for balancing the torque around the rotation axis of the boom 13. When the calculation of the full load mlood is completed, the controller 21 proceeds to the process in step S109.

τｂｍｃｙｌ＋τｌｏａｄｃ＝τｆｒｇ＋τｆｒｃ＋τｌｏａｄｇ ・・・式（１７）
ｍｌｏａｄ＝｛Ｆｂｍｃｙｌ・Ｌｂｍｃｙｌ・ｓｉｎ（θｂｍｃｙｌ）
−ｍｆｒ・ｇ・Ｌｆｒ・ｃｏｓ（θｆｒ）
−ｍｆｒ・Ｌｆｒ２・ω２・ｓｉｎ（θｆｒ）
・ｃｏｓ（θｆｒ）｝／｛ｇ・Ｌｌｏａｄ・ｃｏｓ（θｌｏａｄ）
−Ｌｌｏａｄ２・ω２・ｓｉｎ（θｌｏａｄ）・ｃｏｓ（θｌｏａｄ）｝
・・・式（１８）
ステップＳ１０９では、コントローラ２１（作業判定部５０）が、図１４で示すようにバケット絶対角θｂｇを演算し、油圧ショベル１が運搬作業を終了したか否か（換言すると、放出作業を開始したか否か）を判定する。コントローラ２１（作業判定部５０）は、図１４（ａ）で示すように、姿勢センサ２４−２６、２８の出力を用いて、水平方向に対するバケット１５の角度（絶対角度）θｂｇを演算する。コントローラ２１（作業判定部５０）は、先のステップＳ１０７で掘削作業が終了したと判定した後に、バケット絶対角θｂｇが予め定められている閾値より大きくなった場合には運搬作業が終了したと判定する（すなわち、放出作業が開始したと判定する）。本実施形態では閾値をπ／２と設定し、図１４（ｃ）で示すようにθｂｇ≦π／２である場合には運搬作業が終了していないと判定してステップＳ１０９を繰り返す。一方、図１４（ｂ）で示すようにθｂｇ＞π／２の場合には運搬作業が終了したと判定して処理をステップＳ１１０へ進める。 τbmcyl + τload = τfrg + τfrc + τload ... Equation (17)
mlood = {Fbmcyl ・ Lbmcyl ・ sin (θbmcyl)
−mfr ・ g ・ Lfr ・ cos (θfr)
-Mfr · Lfr 2 · ω 2 · sin (θfr)
・ Cos (θfr)} / {g ・ Lload ・ cos (θload)
−Lload 2 , ω 2 , sin (θload), cos (θload)}
... Equation (18)
In step S109, the controller 21 (work determination unit 50) calculates the bucket absolute angle θbg as shown in FIG. 14, and whether or not the hydraulic excavator 1 has completed the transport work (in other words, has started the discharge work). Whether or not) is determined. As shown in FIG. 14A, the controller 21 (work determination unit 50) calculates the angle (absolute angle) θbg of the bucket 15 with respect to the horizontal direction using the outputs of the posture sensors 24-26 and 28. After determining that the excavation work has been completed in the previous step S107, the controller 21 (work determination unit 50) determines that the transportation work has been completed when the bucket absolute angle θbg becomes larger than a predetermined threshold value. (That is, it is determined that the release operation has started). In the present embodiment, the threshold value is set to π / 2, and when θbg ≦ π / 2 as shown in FIG. 14 (c), it is determined that the transportation work is not completed, and step S109 is repeated. On the other hand, as shown in FIG. 14B, when θbg> π / 2, it is determined that the transportation work has been completed, and the process proceeds to step S110.

（積込量への一杯荷重の加算又は減算）
ステップＳ１１０で、コントローラ２１（積込量演算部）５５は、減算判定部５４がステップＳ１０５において減算判定を出力した場合には、記憶装置内に保持している積込量からステップＳ１０８で荷重演算部５１が出力した一杯荷重を減算する。一方、減算判定部５４がステップＳ１０６において加算判定を出力した場合には、記憶装置内に保持している積込量にステップＳ１０８で荷重演算部５１が出力した一杯荷重を加算する。 (Addition or subtraction of full load to the loading amount)
In step S110, the controller 21 (loading amount calculation unit) 55 calculates the load in step S108 from the loading amount held in the storage device when the subtraction determination unit 54 outputs the subtraction determination in step S105. The full load output by the unit 51 is subtracted. On the other hand, when the subtraction determination unit 54 outputs the addition determination in step S106, the full load output by the load calculation unit 51 in step S108 is added to the loading amount held in the storage device.

図１５（ａ）に示すように、ダンプトラック２への積込量が過大である場合（例えば、ダンプトラック２の最大積載量（最大積込量）が１０．０トンの場合に実際の積込量が１０．３トンのとき）、図１５（ｂ）に示すように運搬対象物をダンプトラック２のベッセルから取り出す（例えば０．４トン）。ここで、取出した荷重をコントローラ２１の記憶装置内に保持している積込量に誤って加算してしまうと、ダンプトラック２への積込量を正しく計測することができないが、本実施形態では図１５（ｃ）に示すように取出した荷重が積込量から減算されるのでダンプトラック２への積込量を正しく計測することができる。 As shown in FIG. 15A, when the loading amount on the dump truck 2 is excessive (for example, when the maximum loading capacity (maximum loading amount) of the dump truck 2 is 10.0 tons, the actual product is loaded. When the loading amount is 10.3 tons), the object to be transported is taken out from the vessel of the dump truck 2 (for example, 0.4 tons) as shown in FIG. 15 (b). Here, if the taken-out load is erroneously added to the loading amount held in the storage device of the controller 21, the loading amount on the dump truck 2 cannot be measured correctly, but in the present embodiment. Then, as shown in FIG. 15C, the taken-out load is subtracted from the loading amount, so that the loading amount on the dump truck 2 can be measured correctly.

ステップＳ１１１では、コントローラ２１（表示制御部５６）がステップＳ１０４の判定結果と、ステップＳ１０８で演算した荷重（一杯荷重）と、ステップＳ１１０で演算した積込量を図１６で示すようにモニタ２３に表示する。ステップＳ１０４で取り出し作業が行われたと判定された場合には、図１６（ａ）に示すよう減算判定結果を出力し、オペレータに一杯荷重を積込量から減算したことを通知する。一方、ステップＳ１０４で積込作業が行われたと判定された場合には図１６（ｂ）に示すように加算判定結果を出力し、オペレータに一杯荷重を積込量に加算したことを通知する。モニタ２３への情報表示後はステップＳ１００に戻り、既に説明した各種処理をコントローラ２１は再度実行する。 In step S111, the controller 21 (display control unit 56) displays the determination result in step S104, the load calculated in step S108 (full load), and the load amount calculated in step S110 on the monitor 23 as shown in FIG. indicate. When it is determined in step S104 that the take-out operation has been performed, the subtraction determination result is output as shown in FIG. 16A, and the operator is notified that the full load has been subtracted from the loading amount. On the other hand, when it is determined in step S104 that the loading operation has been performed, the addition determination result is output as shown in FIG. 16B, and the operator is notified that the full load has been added to the loading amount. After displaying the information on the monitor 23, the process returns to step S100, and the controller 21 re-executes the various processes already described.

（その他）
なお、ステップＳ１０１で更新する現況表面形状の取得方法は、上記で説明した無人航空機及びサーバ６を利用した方法に限定しない。例えば図１７で示すように、表面形状取得装置としてレーザスキャナ４２を油圧ショベル１の周囲に取り付け、レーザスキャナ４２の出力値に基づいて現況表面形状データを取得してコントローラ２１内の記憶装置に格納（記憶）しても良い。 (Other)
The method of acquiring the current surface shape updated in step S101 is not limited to the method using the unmanned aerial vehicle and the server 6 described above. For example, as shown in FIG. 17, a laser scanner 42 is attached around the hydraulic excavator 1 as a surface shape acquisition device, and the current surface shape data is acquired based on the output value of the laser scanner 42 and stored in the storage device in the controller 21. You may (remember).

（第１実施形態で得られる作用・効果）
以上のように構成した油圧ショベル１において、油圧ショベル１のオペレータが、ダンプトラック２への積込量が最大積載量（例えば１０．０トン）を超えたことをモニタ２３の画面を介して認識した場合、ダンプトラック２のベッセルから運搬対象物の一部を取り出して積込量を最大積載量以下まで減らす取り出し作業を開始する。取り出し作業では、通常の掘削作業と同じ要領でベッセル内の運搬対象物の一部をバケット１５内に積み込む操作がフロント作業装置１２に対して行われる。従前、このタイミングで掘削作業と取り出し作業を判別することは行われていなかったが、本実施形態では掘削作業が開始したと判定された直後のタイミング（図５のステップＳ１０３）で、バケット１５と現況表面形状との相対高さである掘削高さＨｄｉｇが演算される。そして、演算した掘削高さＨｄｉｇが第１閾値Ｈ１（例えばベッセル底面の最低部の高さ）を超過する場合には取り出し作業に伴う掘削作業であると判定し、第１閾値Ｈ１以下の場合には通常の掘削作業（積込作業を伴う掘削作業）であると判定することとした（図５のステップＳ１０４−１０６）。その後、運搬作業が終了したと判定されたタイミングにおいて、前者の場合（取り出し作業が行われた場合）にはステップＳ１０８で運搬作業中に演算した一杯荷重値（バケット１５内の運搬対象物の荷重）を積込量から減算し、後者の場合（積込作業が行われた場合）には当該一杯荷重値を積込量に加算（積算）することとした。このように掘削高さにＨｄｉｇ基づいて取り出し作業の有無を判定するとともに、その判定結果に応じて一杯荷重値の減算・加算を選択することで、ダンプトラック２から取り出した余分な運搬対象物の荷重計測のために特許文献１のような余分な動作を行わずとも、積込み作業と取り出し作業を容易に区別でき、積込量を正確に計測できる。 (Action / effect obtained in the first embodiment)
In the hydraulic excavator 1 configured as described above, the operator of the hydraulic excavator 1 recognizes through the screen of the monitor 23 that the load capacity on the dump truck 2 exceeds the maximum load capacity (for example, 10.0 tons). If this is the case, a part of the object to be transported is taken out from the vessel of the dump truck 2 and the taking-out work is started to reduce the loading amount to the maximum loading amount or less. In the taking-out work, an operation of loading a part of the object to be transported in the vessel into the bucket 15 is performed on the front work device 12 in the same manner as the normal excavation work. Previously, the excavation work and the take-out work were not discriminated at this timing, but in the present embodiment, the bucket 15 and the bucket 15 are at the timing immediately after it is determined that the excavation work has started (step S103 in FIG. 5). The excavation height Hdig, which is the relative height to the current surface shape, is calculated. Then, when the calculated excavation height Hdig exceeds the first threshold value H1 (for example, the height of the lowest portion of the bottom surface of the vessel), it is determined that the excavation work is associated with the extraction work, and when it is equal to or less than the first threshold value H1. Was determined to be a normal excavation work (excavation work involving loading work) (steps S104-106 in FIG. 5). After that, at the timing when it is determined that the transportation work is completed, in the former case (when the removal work is performed), the full load value calculated during the transportation work in step S108 (the load of the object to be transported in the bucket 15). ) Is subtracted from the loading amount, and in the latter case (when the loading work is performed), the full load value is added (integrated) to the loading amount. In this way, the presence or absence of the extraction work is determined based on the excavation height by Hdig, and the subtraction / addition of the full load value is selected according to the determination result, so that the extra transportation object extracted from the dump truck 2 is selected. The loading operation and the unloading operation can be easily distinguished and the loading amount can be accurately measured without performing an extra operation as in Patent Document 1 for load measurement.

（第２実施形態）
次に、取り出し作業の頻度を演算し、それをオペレータにモニタ２３を介して提示する例を図１８−図２１を用いて説明する。 (Second Embodiment)
Next, an example of calculating the frequency of the extraction work and presenting it to the operator via the monitor 23 will be described with reference to FIGS. 18-21.

図１８は本実施形態に係る荷重計測システムの概略構成図であり、コントローラ２１の内部にコントローラ２１の機能ブロック図を示している。本実施形態のコントローラ２１は、図４のコントローラ２１に対して取出し作業頻度演算部５７を新たに追加した構成となる。 FIG. 18 is a schematic configuration diagram of the load measurement system according to the present embodiment, and shows a functional block diagram of the controller 21 inside the controller 21. The controller 21 of the present embodiment has a configuration in which a take-out work frequency calculation unit 57 is newly added to the controller 21 of FIG.

取出し作業頻度演算部５７は、減算判定部５４から出力される信号に基づいて、所定の時間内にバケット１５が積込作業を行ったと判定された回数（フロント作業装置１２により積込作業が行われたと判定された回数）と、当該所定の時間内にバケット１５が取り出し作業を行ったと判定された回数（フロント作業装置１２により取り出し作業が行われたと判定された回数）とを計数し、計数した２種類の回数に基づいてバケット１５が取り出し作業を行った頻度（フロント作業装置１２により取り出し作業が行われた頻度）を演算する。なお、第１実施形態の図４と同じ部分については説明を省略する。 The take-out work frequency calculation unit 57 determines that the bucket 15 has performed the loading work within a predetermined time based on the signal output from the subtraction determination unit 54 (the loading work is performed by the front work device 12). The number of times it was determined that the bucket 15 was removed) and the number of times that the bucket 15 was determined to have performed the removal work within the predetermined time (the number of times the front work device 12 determined that the removal work was performed) were counted and counted. The frequency at which the bucket 15 performs the take-out work (frequency at which the take-out work is performed by the front work device 12) is calculated based on the two types of times. The same parts as those in FIG. 4 of the first embodiment will not be described.

図１９は本実施形態に係るコントローラ２１が行う処理のフローチャートであり、図５に示した第１実施形態のフローチャートにステップＳ２００が新たに追加されている。また、積込量をモニタ２３に表示するステップＳ１１１が、積込量と取り出し作業頻度をモニタ２３に表示するステップＳ２０１に変更されている。なお、以下では主として図５と異なる処理について説明し、図５と同じ処理については説明を適宜省略することがある。 FIG. 19 is a flowchart of processing performed by the controller 21 according to the present embodiment, and step S200 is newly added to the flowchart of the first embodiment shown in FIG. Further, the step S111 for displaying the loading amount on the monitor 23 has been changed to the step S201 for displaying the loading amount and the taking-out work frequency on the monitor 23. In the following, the processing different from that of FIG. 5 will be mainly described, and the description of the same processing as that of FIG. 5 may be omitted as appropriate.

ステップＳ１０４では、コントローラ２１（減算判定部５４）が、ステップＳ１０３で演算した掘削高さＨｄｉｇが予め定められている取り出し判定高さ閾値Ｈ１（第１閾値Ｈ１）より大きいか否かを判定する。ここで掘削高さＨｄｉｇが第１閾値Ｈ１より大きいと判定された場合には、続くステップＳ１０５でコントローラ２１（減算判定部５４）は、油圧ショベル１によってダンプトラック２のベッセルから運搬対象物（荷）が取り出されると判定し、積込量演算部５５に対して一杯荷重の減算指示を出力しつつ、取出し作業頻度演算部５７に対して取り出し作業回数Ｎｔａｋｅを１回追加する指示を出力する。これにより取出し作業頻度演算部５７はコントローラ２１内部の記憶装置内に記憶されている取り出し作業回数Ｎｔａｋｅを１つカウントアップする。 In step S104, the controller 21 (subtraction determination unit 54) determines whether or not the excavation height Hdig calculated in step S103 is larger than the predetermined take-out determination height threshold value H1 (first threshold value H1). If it is determined that the excavation height Hdig is larger than the first threshold value H1, in the following step S105, the controller 21 (subtraction determination unit 54) uses the hydraulic excavator 1 to transport the object (load) from the vessel of the dump truck 2. ) Is taken out, and while outputting a full load subtraction instruction to the loading amount calculation unit 55, it outputs an instruction to add the take-out work number Ntake once to the take-out work frequency calculation unit 57. As a result, the take-out work frequency calculation unit 57 counts up the number of take-out work Ntake stored in the storage device inside the controller 21 by one.

一方、ステップＳ１０４で掘削高さＨｄｉｇが第１閾値Ｈ１以下であると判定された場合には、ステップＳ１０６でコントローラ２１（減算判定部５４）は、油圧ショベル１によってダンプトラック２のベッセルに運搬対象物（荷）が積み込まれると判定し、積込量演算部５５に対して一杯荷重（後述）の加算指示を出力しつつ、取出し作業頻度演算部５７に対して積込作業回数Ｎｌｏａｄを１回追加する指示を出力する。これにより取出し作業頻度演算部５７はコントローラ２１内部の記憶装置内に記憶されている積込作業回数Ｎｌｏａｄを１つカウントアップする。 On the other hand, when it is determined in step S104 that the excavation height Hdig is equal to or less than the first threshold value H1, the controller 21 (subtraction determination unit 54) is transported to the vessel of the dump truck 2 by the hydraulic excavator 1 in step S106. It is determined that an object (load) is to be loaded, and while outputting a full load (described later) addition instruction to the loading amount calculation unit 55, the loading work frequency calculation unit 57 is loaded once. Output the instruction to add. As a result, the take-out work frequency calculation unit 57 counts up the loading work number Nload stored in the storage device inside the controller 21 by one.

ステップＳ２００では、コントローラ２１（取出し作業頻度演算部５７）は、記憶装置に保持している積込作業回数Ｎｌｏａｄと取出し作業回数Ｎｔａｋｅとから、積込作業回数Ｎｌｏａｄと取出し作業回数Ｎｔａｋｅの合計に対する取出し作業回数Ｎｔａｋｅの割合を示す取り出し作業頻度Ｎｔａｋｅ／（Ｎｌｏａｄ＋Ｎｔａｋｅ）を演算し、表示制御部５６へ出力する。 In step S200, the controller 21 (taking-out work frequency calculation unit 57) takes out from the loading work number Nload and the taking-out work number Ntake held in the storage device with respect to the total of the loading work number Nload and the taking-out work number Ntake. The take-out work frequency Ntake / (Nload + Ntake) indicating the ratio of the number of operations Ntake is calculated and output to the display control unit 56.

ステップＳ２０１では、コントローラ２１（表示制御部５６）は、図５のステップＳ１１１の表示に取り出し作業頻度を追加表示する。具体的には図２０に示すように第１実施形態に係る図１６（ａ）の表示例に取り出し頻度を追加してオペレータに提示する。 In step S201, the controller 21 (display control unit 56) additionally displays the take-out work frequency in addition to the display in step S111 of FIG. Specifically, as shown in FIG. 20, the extraction frequency is added to the display example of FIG. 16A according to the first embodiment and presented to the operator.

（サーバへの取り出し作業頻度の送信）
なお、演算した取り出し作業頻度は、上記例のように油圧ショベル１のオペレータに提示するだけではなく、通信アンテナ３３を用いてサーバ６に送信し、サーバ６を経由して作業現場の管理者に提示しても良い。その場合、コントローラ２１は、ステップＳ２００で演算した取り出し作業頻度と、コントローラ２１に予め記憶されている油圧ショベル１の固有番号（ＩＤ）とを通信アンテナ３３を介してサーバ６に送信するように構成すれば良い。 (Sending the frequency of retrieval work to the server)
The calculated take-out work frequency is not only presented to the operator of the hydraulic excavator 1 as in the above example, but also transmitted to the server 6 using the communication antenna 33 and sent to the manager of the work site via the server 6. You may present it. In that case, the controller 21 is configured to transmit the take-out work frequency calculated in step S200 and the unique number (ID) of the hydraulic excavator 1 stored in advance in the controller 21 to the server 6 via the communication antenna 33. Just do it.

このようにコントローラ２１からサーバ６に対して取り出し作業頻度を送信すると、作業現場の管理者は、例えば図２１で示すようにサーバ６と接続したモニタ４３付きの管理者用コンピュータを利用して、当該サーバ６が提供するウェブサービスによりモニタ４３で作業現場中継画面８０を見ることができる。サーバ６には、作業現場で作業中のオペレータの連絡先データ及び同作業現場の作業日程データが登録されており、サーバ６は油圧ショベル１から取出し作業頻度と固有番号を受信した時間に基づいて当該油圧ショベルに搭乗するオペレータの連絡先を呼び出すことが出来る。 When the retrieval work frequency is transmitted from the controller 21 to the server 6 in this way, the administrator at the work site uses, for example, an administrator computer with a monitor 43 connected to the server 6 as shown in FIG. The work site relay screen 80 can be viewed on the monitor 43 by the web service provided by the server 6. The contact data of the operator working at the work site and the work schedule data of the work site are registered in the server 6, and the server 6 takes out from the hydraulic excavator 1 based on the work frequency and the time when the unique number is received. The contact information of the operator boarding the excavator can be called.

サーバ６は作業現場内の各油圧ショベル１から受信した取り出し作業頻度を監視し、取り出し作業頻度が予め設定された値、例えば５［％］、以上となった油圧ショベルが存在する場合には、その油圧ショベルに係るオペレータ情報と取り出し作業頻度の情報を含むポップアップウィンドウ８１を管理者用コンピュータのモニタ４３に表示する。管理者は、ポップアップウィンドウ８１の枠内に表示される通話開始ボタン８２を押下することで当該油圧ショベルを運転するオペレータに電話をかけることができ、当該オペレータに積込作業の精度を高めるように指示できる。なお、電話による通話に代えて、運転室内に設けた警告灯の明滅や、スピーカによる警告音声を介して取り出し作業頻度が増加している旨をオペレータに報知するようにしても良い。 The server 6 monitors the take-out work frequency received from each hydraulic excavator 1 in the work site, and if there is a hydraulic excavator whose take-out work frequency is a preset value, for example, 5 [%] or more, A pop-up window 81 including operator information related to the hydraulic excavator and information on the frequency of extraction work is displayed on the monitor 43 of the administrator computer. The administrator can call the operator who operates the hydraulic excavator by pressing the call start button 82 displayed in the frame of the pop-up window 81, so that the operator can improve the accuracy of the loading work. I can instruct. Instead of making a telephone call, the operator may be notified that the frequency of taking-out work is increasing via a blinking warning light provided in the driver's cab or a warning voice from a speaker.

（第２実施形態で得られる作用・効果）
作業現場における生産性を向上するためには取り出し作業が無いことが望ましい。本実施の形態では、オペレータがモニタ２３に表示される取り出し作業頻度を意識することで、取り出し作業の発生頻度低下に努め、目標積込量より過大に積込むことを減らそうと操作を調整する。その結果、取り出し作業が減少し、作業現場における時間当りの生産量が増加し得る。 (Action / effect obtained in the second embodiment)
In order to improve productivity at the work site, it is desirable that there is no take-out work. In the present embodiment, the operator is aware of the frequency of the take-out work displayed on the monitor 23, strives to reduce the frequency of the take-out work, and adjusts the operation in order to reduce the loading amount exceeding the target loading amount. .. As a result, the extraction work can be reduced and the production per hour at the work site can be increased.

また、モニタ４３を介して取り出し作業頻度等の情報を管理者に提示する場合には、例えば、油圧ショベル１の操作に集中するあまり、モニタ２３の表示内容（一杯荷重、積込量、取り出し作業頻度等）に充分な注意を払わなかった結果、積込量の調整が疎かになって取り出し作業が多くなっているオペレータが存在することも考えられる。この場合、管理者が当該オペレータに直接電話で注意することで、取り出し作業の頻度低下に努めるように指示できる。すなわち管理者が取り出し作業を低減するように現場を管理することによって、作業現場における生産量の向上が期待できる。 Further, when information such as the frequency of take-out work is presented to the administrator via the monitor 43, for example, the display contents of the monitor 23 (full load, loading amount, take-out work) are too concentrated on the operation of the hydraulic excavator 1. As a result of not paying sufficient attention to the frequency, etc.), it is possible that there are operators who do not adjust the loading amount and take out more work. In this case, the administrator can instruct the operator to try to reduce the frequency of the taking-out work by paying attention to the operator directly by telephone. That is, it can be expected that the production amount at the work site will be improved by managing the site so that the manager reduces the taking-out work.

（第３実施形態）
次に、第１実施形態の機能に加えて、掘削高さによって現況表面形状を更新する機能を備えたコントローラ２１を備えるシステムの例を図２２−図２４を用いて説明する。 (Third Embodiment)
Next, an example of a system including a controller 21 having a function of updating the current surface shape according to the excavation height in addition to the function of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 22 to 24.

図２２は本実施形態に係る荷重計測システムの概略構成図であり、コントローラ２１の内部にコントローラ２１の機能ブロック図を示している。本実施形態のコントローラ２１は、図４の掘削高さ演算部５３の演算結果を現況表面形状データ管理部５２に入力するような構成となっており、現況表面形状データ管理部５２は掘削高さＨｄｉｇに基づいて現況表面形状データの更新タイミングを管理している。具体的には、本実施形態のコントローラ２１（現況表面形状データ管理部５２）は、掘削高さ演算部５３で演算した掘削高さＨｄｉｇと所定の第２閾値Ｈ２とを比較することによってコントローラ２１の記憶装置内に記憶した現況表面形状データを更新するか否かを判定し、現況表面形状データを更新すると判定した場合には、サーバ６を介して最新の現況表面形状データを取得し、当該最新の現況表面形状データをコントローラ２１内の記憶装置に記憶している。具体的には掘削高さＨｄｉｇが第２閾値Ｈ２より小さい場合には現況表面形状データを更新し、掘削高さＨｄｉｇが第２閾値Ｈ２以上の場合には現況表面形状データの更新は行わない。 FIG. 22 is a schematic configuration diagram of the load measurement system according to the present embodiment, and shows a functional block diagram of the controller 21 inside the controller 21. The controller 21 of the present embodiment is configured to input the calculation result of the excavation height calculation unit 53 of FIG. 4 to the current surface shape data management unit 52, and the current surface shape data management unit 52 is the excavation height. The update timing of the current surface shape data is managed based on Hdig. Specifically, the controller 21 (current surface shape data management unit 52) of the present embodiment compares the excavation height Hdig calculated by the excavation height calculation unit 53 with the predetermined second threshold value H2. It is determined whether or not to update the current surface shape data stored in the storage device of the above, and when it is determined to update the current surface shape data, the latest current surface shape data is acquired via the server 6 and the relevant state surface shape data is acquired. The latest current surface shape data is stored in the storage device in the controller 21. Specifically, when the excavation height Hdig is smaller than the second threshold value H2, the current surface shape data is updated, and when the excavation height Hdig is greater than or equal to the second threshold value H2, the current surface shape data is not updated.

第２閾値Ｈ２は、第１閾値Ｈ１より小さい所定の負の値であり、マイナス数メートル程度とすることが好ましい。また、第２閾値Ｈ２は、例えば、第１閾値Ｈ１（取り出し判定高さ閾値）と大きさが同じで符号が異なる値、すなわち、Ｈ２＝−Ｈ１と設定することができる。すなわち、ダンプトラック２（運搬機械）のベッセル底面の最低部Ｐｂｖの高さ（図２５参照）と同じ大きさに設定できる。 The second threshold value H2 is a predetermined negative value smaller than the first threshold value H1, and is preferably about minus several meters. Further, the second threshold value H2 can be set to, for example, a value having the same magnitude as the first threshold value H1 (takeout determination height threshold value) but a different sign, that is, H2 = −H1. That is, it can be set to the same size as the height of the lowest portion Pbv of the bottom surface of the vessel of the dump truck 2 (transport machine) (see FIG. 25).

図２３は本実施形態に係るコントローラ２１が行う処理のフローチャートであり、図５に示した第１実施形態のフローチャートからステップＳ１００が省略され、ステップＳ１０３の後に、ステップＳ３００とステップＳ３０１が追加されている。なお、以下では主として図５と異なる処理について説明し、図５と同じ処理については説明を適宜省略することがある。 FIG. 23 is a flowchart of processing performed by the controller 21 according to the present embodiment. Step S100 is omitted from the flowchart of the first embodiment shown in FIG. 5, and steps S300 and S301 are added after step S103. There is. In the following, the processing different from that of FIG. 5 will be mainly described, and the description of the same processing as that of FIG. 5 may be omitted as appropriate.

ステップＳ３００では、コントローラ２１（現況表面形状データ管理部５２）は、掘削高さ演算部５３が演算した掘削高さＨｄｉｇを用いて現況表面形状データを更新するか否かを判定する。例えば図２４（ａ）で示すように、現況表面形状データ管理部５２が記憶装置内に保持している現況表面形状８５と掘削などにより変形した実際の表面形状８６の乖離によって、掘削高さＨｄｉｇが予め設定された第２閾値Ｈ２（例えば−２［ｍ］）より小さい場合には、現況表面形状データ管理部５２は油圧ショベル１の掘削作業などにより表面形状が変形したと判定し、ステップＳ３０１へ処理を進める。掘削高さＨｄｉｇが第２閾値Ｈ２以上の場合には、現況表面形状データ管理部５２は現況表面形状データの更新をしないと判定し、処理をステップＳ１０４に進める。 In step S300, the controller 21 (current surface shape data management unit 52) determines whether or not to update the current surface shape data using the excavation height Hdig calculated by the excavation height calculation unit 53. For example, as shown in FIG. 24A, the excavation height Hdig is due to the discrepancy between the current surface shape 85 held in the storage device by the current surface shape data management unit 52 and the actual surface shape 86 deformed by excavation or the like. When is smaller than the preset second threshold value H2 (for example, -2 [m]), the current surface shape data management unit 52 determines that the surface shape has been deformed due to the excavation work of the hydraulic excavator 1 or the like, and step S301. Proceed to processing. When the excavation height Hdig is equal to or higher than the second threshold value H2, the current surface shape data management unit 52 determines that the current surface shape data is not updated, and proceeds to step S104.

ステップＳ３０１で現況表面形状データ管理部５２はステップＳ１０１と同様に現況表面形状データの更新を行う。 In step S301, the current surface shape data management unit 52 updates the current surface shape data in the same manner as in step S101.

（第３実施形態３で得られる作用・効果）
本実施形態では、掘削高さＨｄｉｇが非現実的な数値である場合は現況表面形状が変化していると判定し、現況表面形状を新たに取得している。これにより、第１実施形態の効果に加えて、表面形状に変形があった場合でも掘削高さＨｄｉｇを正確に演算することができ、取り出し作業をより正確に判定できる。例えば、図２４（ｂ）に示すように表面形状の更新が遅れてしまい、実際の表面形状８６とコントローラ２１（現況表面形状データ管理部５２）の内部に保存されている表面形状８５の間にダンプトラック２が停止した場合には、ダンプトラック２からの取り出し作業時の掘削高さＨｄｉｇが０［ｍ］（すなわちＨｄｉｇが第１閾値Ｈ１以下）となり得るため、取り出し作業を判別できないおそれがある。しかし、本実施形態では、図２４（ａ）に示すように通常の掘削作業時の掘削高さＨｄｉｇが第２閾値Ｈ２より小さい値（−２．５［ｍ］）になった場合には、コントローラ２１に格納されている現況表面形状データに誤りがあると判定でき、現況表面形状データを更新することで掘削高さＨｄｉｇを正確に演算でき、取り出し作業と積込作業とが区別不可となることを防止できる。なお、図２４は図を分かりやすくするためにダンプトラック２のサイズに対してフロント作業装置１２のサイズを拡大表示している。 (Action / effect obtained in the third embodiment)
In the present embodiment, when the excavation height Hdig is an unrealistic value, it is determined that the current surface shape has changed, and the current surface shape is newly acquired. As a result, in addition to the effect of the first embodiment, the excavation height Hdig can be accurately calculated even when the surface shape is deformed, and the extraction work can be determined more accurately. For example, as shown in FIG. 24B, the update of the surface shape is delayed, and between the actual surface shape 86 and the surface shape 85 stored inside the controller 21 (current surface shape data management unit 52). When the dump truck 2 is stopped, the excavation height Hdig at the time of the removal work from the dump truck 2 can be 0 [m] (that is, the Hdig is equal to or less than the first threshold value H1), so that the removal work may not be discriminated. .. However, in the present embodiment, as shown in FIG. 24A, when the excavation height Hdig during the normal excavation work becomes a value smaller than the second threshold value H2 (-2.5 [m]), It can be determined that there is an error in the current surface shape data stored in the controller 21, and by updating the current surface shape data, the excavation height Hdig can be calculated accurately, and the extraction work and the loading work cannot be distinguished. Can be prevented. In FIG. 24, the size of the front work device 12 is enlarged and displayed with respect to the size of the dump truck 2 in order to make the figure easy to understand.

（その他）
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、ある実施の形態に係る構成の一部を、他の実施の形態に係る構成に追加又は置換することが可能である。 (Other)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications within a range that does not deviate from the gist thereof. For example, the present invention is not limited to the one including all the configurations described in the above-described embodiment, and includes the one in which a part of the configurations is deleted. Further, it is possible to add or replace a part of the configuration according to one embodiment with the configuration according to another embodiment.

上記の各実施形態では、現況表面形状データを主として外部端末であるサーバ６を介して取得してコントローラ２１内の記憶装置に記憶する場合について説明したが、図１７に示した表面形状取得装置４２を介して取得した現況表面形状をコントローラ２１内に記憶する構成を採用しても良い。 In each of the above embodiments, the case where the current surface shape data is acquired mainly via the server 6 which is an external terminal and stored in the storage device in the controller 21 has been described, but the surface shape acquisition device 42 shown in FIG. 17 has been described. A configuration may be adopted in which the current surface shape acquired via the above is stored in the controller 21.

また、上記のコントローラ２１に係る各構成や当該各構成の機能及び実行処理等は、それらの一部又は全部をハードウェア（例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等）で実現しても良い。また、上記のコントローラ２１に係る構成は、演算処理装置（例えばＣＰＵ）によって読み出し・実行されることで当該コントローラ２１の構成に係る各機能が実現されるプログラム（ソフトウェア）としてもよい。当該プログラムに係る情報は、例えば、半導体メモリ（フラッシュメモリ、ＳＳＤ等）、磁気記憶装置（ハードディスクドライブ等）及び記録媒体（磁気ディスク、光ディスク等）等に記憶することができる。 In addition, each configuration related to the controller 21 and the functions and execution processing of each configuration are realized by hardware (for example, designing logic for executing each function with an integrated circuit) in part or all of them. You may. Further, the configuration related to the controller 21 may be a program (software) that realizes each function related to the configuration of the controller 21 by being read and executed by an arithmetic processing unit (for example, a CPU). Information related to the program can be stored in, for example, a semiconductor memory (flash memory, SSD, etc.), a magnetic storage device (hard disk drive, etc.), a recording medium (magnetic disk, optical disk, etc.), or the like.

また、上記の各実施の形態の説明では、制御線や情報線は、当該実施の形態の説明に必要であると解されるものを示したが、必ずしも製品に係る全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。 Further, in the description of each of the above-described embodiments, the control lines and information lines are understood to be necessary for the description of the embodiment, but not necessarily all the control lines and information lines related to the product. Does not always indicate. In reality, it can be considered that almost all configurations are interconnected.

１…油圧ショベル（作業機械）、２…ダンプトラック（運搬機械）、６…サーバ（コンピュータ）、７…測位衛星（ＧＮＳＳ衛星）、９…無人航空機、１０…下部走行体、１１…上部旋回体、１２…フロント作業装置（作業装置）、１３…ブーム、１４…アーム、１５…バケット、１６…ブームシリンダ、１７…アームシリンダ、１８…バケットシリンダ、１９…旋回モータ、２０…操作室、２１…コントローラ、２３…モニタ（出力装置）、２４…ブーム角度センサ、２５…アーム角度センサ、２６…バケット角度センサ、２７…旋回角速度センサ、２７…旋回ジャイロスコープ、２８…傾斜角度センサ、２９…ブームボトム圧センサ、３０…ブームロッド圧センサ、３１…アームボトム圧センサ、３２…アームロッド圧センサ、３３…通信アンテナ、３４…ＧＮＳＳアンテナ、４２…表面形状取得装置（レーザスキャナ）、４３…モニタ（出力装置）、５０…作業判定部、５１…荷重演算部、５２…現況表面形状データ管理部、５３…掘削高さ演算部、５４…減算判定部、５５…積込量演算部、５６…表示制御部、５７…作業頻度演算部、６０…バケット先端、８２…通話開始ボタン、８５…現況表面形状、８６…表面形状、９０…カメラ、９１…通信装置 1 ... Hydraulic excavator (working machine), 2 ... Dump truck (transporting machine), 6 ... Server (computer), 7 ... Positioning satellite (GNSS satellite), 9 ... Unmanned aircraft, 10 ... Lower traveling body, 11 ... Upper swivel body , 12 ... front work device (work device), 13 ... boom, 14 ... arm, 15 ... bucket, 16 ... boom cylinder, 17 ... arm cylinder, 18 ... bucket cylinder, 19 ... swivel motor, 20 ... operation room, 21 ... Controller, 23 ... Monitor (output device), 24 ... Boom angle sensor, 25 ... Arm angle sensor, 26 ... Bucket angle sensor, 27 ... Swivel angle speed sensor, 27 ... Swivel gyroscope, 28 ... Tilt angle sensor, 29 ... Boom bottom Pressure sensor, 30 ... Boom rod pressure sensor, 31 ... Arm bottom pressure sensor, 32 ... Arm rod pressure sensor, 33 ... Communication antenna, 34 ... GNSS antenna, 42 ... Surface shape acquisition device (laser scanner), 43 ... Monitor (output) Device), 50 ... Work determination unit, 51 ... Load calculation unit, 52 ... Current surface shape data management unit, 53 ... Excavation height calculation unit, 54 ... Subtraction determination unit, 55 ... Loading amount calculation unit, 56 ... Display control Unit, 57 ... Work frequency calculation unit, 60 ... Bucket tip, 82 ... Call start button, 85 ... Current surface shape, 86 ... Surface shape, 90 ... Camera, 91 ... Communication device

Claims (6)

複数の関節と先端に作業具を有する作業装置と、
前記作業装置に作用する負荷を検出する負荷センサと、
前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、
前記負荷センサと前記姿勢センサとの出力値に基づき前記作業装置により行われている作業を判定し、前記作業装置による運搬作業が行われていることを判定した場合には、前記負荷センサと前記姿勢センサとの出力値に基づき前記作業装置により運搬されている運搬対象物の荷重を演算し、前記作業装置による運搬作業が終了したことを判定した場合には、演算した前記運搬対象物の荷重を積算して運搬機械への積込量を演算するコントローラと、
前記コントローラで演算された前記運搬対象物の荷重と、前記コントローラで演算された前記運搬機械への積込量とを出力する出力装置と、
を備えた作業機械において、
前記コントローラは、
前記作業装置により掘削作業が行われていると判定した場合には、前記作業装置による運搬作業が行われていることを判定した場合の前記姿勢センサの出力値と、記憶装置内に記憶された前記運搬対象物の表面形状とに基づいて、前記作業装置と前記表面形状との相対高さである掘削高さを演算し、
前記掘削高さが所定の第１閾値Ｈ１以下の場合には、演算した前記運搬対象物の荷重を前記積込量に加算し、前記掘削高さが前記第１閾値Ｈ１を超過する場合には、演算した前記運搬対象物の荷重を前記積込量から減算する、
ことを特徴とする作業機械。 A work device with multiple joints and work tools at the tip,
A load sensor that detects the load acting on the work equipment, and
A posture sensor that detects the posture of the work device and
When the work being performed by the work device is determined based on the output values of the load sensor and the attitude sensor, and it is determined that the transportation work is being performed by the work device, the load sensor and the said The load of the object to be transported by the work device is calculated based on the output value of the attitude sensor, and when it is determined that the transportation work by the work device is completed, the calculated load of the object to be transported is calculated. And a controller that calculates the amount loaded on the transport machine by integrating
An output device that outputs the load of the material to be transported calculated by the controller and the load amount to the material handling machine calculated by the controller.
In a work machine equipped with
The controller
When it is determined that the excavation work is being carried out by the work device, the output value of the posture sensor when it is determined that the transportation work is being carried out by the work device is stored in the storage device. Based on the surface shape of the object to be transported, the excavation height, which is the relative height between the working device and the surface shape, is calculated.
When the excavation height is equal to or less than a predetermined first threshold value H1, the calculated load of the object to be transported is added to the loading amount, and when the excavation height exceeds the first threshold value H1. , Subtract the calculated load of the object to be transported from the loading amount,
A work machine characterized by that. 請求項１の作業機械において、
前記コントローラは、所定の時間内に前記作業装置により積込作業が行われたと判定した回数と、前記所定の時間内に前記作業装置により取り出し作業が行われた回数とを計数し、前記作業装置により取り出し作業が行われた頻度を演算し、
前記出力装置は、前記コントローラで演算された前記取り出し作業が行われた頻度をさらに出力する、
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
The controller counts the number of times it is determined that the loading work has been performed by the work device within a predetermined time and the number of times the take-out work has been performed by the work device within the predetermined time, and the work device Calculates the frequency with which the retrieval work was performed by
The output device further outputs the frequency at which the retrieval operation calculated by the controller is performed.
A work machine characterized by that. 請求項１の作業機械において、
前記コントローラは、演算した前記掘削高さが前記第１閾値Ｈ１より小さい所定の第２閾値Ｈ２より小さい場合には、前記記憶装置内に記憶された表面形状を最新の表面形状に更新する、
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
When the calculated excavation height is smaller than the predetermined second threshold value H2 smaller than the first threshold value H1, the controller updates the surface shape stored in the storage device to the latest surface shape.
A work machine characterized by that. 請求項１の作業機械において、
前記第１閾値Ｈ１は、前記運搬機械が備えるベッセルにおける底面の最低部の高さである、
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
The first threshold value H1 is the height of the lowest portion of the bottom surface of the vessel provided in the transport machine.
A work machine characterized by that. 請求項１の作業機械において、
前記運搬対象物の表面形状を取得する表面形状取得装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記表面形状取得装置を介して取得された表面形状を前記記憶装置に記憶する、
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 1,
Further equipped with a surface shape acquisition device for acquiring the surface shape of the object to be transported,
The controller stores the surface shape acquired via the surface shape acquisition device in the storage device.
A work machine characterized by that. 請求項３の作業機械において、
前記運搬対象物の表面形状を取得する表面形状取得装置をさらに備え、
前記コントローラは、演算した前記掘削高さが前記第２閾値Ｈ２より小さい場合には、前記表面形状取得装置を介して取得された表面形状を前記最新の表面形状として前記記憶装置に記憶する、
ことを特徴とする作業機械。 In the work machine of claim 3,
Further equipped with a surface shape acquisition device for acquiring the surface shape of the object to be transported,
When the calculated excavation height is smaller than the second threshold value H2, the controller stores the surface shape acquired through the surface shape acquisition device in the storage device as the latest surface shape.
A work machine characterized by that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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